ایران و انرژی هسته ای – قسمت دوم
اورانيوم يكى از عناصر معدنى است كه مى تواند هم به عنوان سوخت براى نيروگاه هاى هسته اى و هم براى ساختن بمب اتم به كار برود. اورانيومى كه از معدن به دست مى آيد يك دست نيست. به عبارت ديگر،همه ى اتمهاى اورانيوم دارى يك وزن نيستند. بعضى از آن ها سنگين تر و بعضى ها از آن ها سبك ترند.همه ى اتم هاى اورانيوم، يعنى چه اورانيوم سنگين و چه اورانيوم نيمه سنگين و چه اورانيوم سبك، در درون هسته ى خود داراى 92 پروتون مى باشند، اما تعداد نوترون هاى آن ها متفاوت است. اورانيوم سنگين، در هسته ى خود، تعداد 146 نوترون دارد. در حال كه اورانيوم نيمه سنگين تعداد 143 نوترون و اورانيوم سبك تعداد 142 نوترون دارد.براى نام گذارى اين سه نوع اورانيوم، دانشمندان تعداد پروتون ها و نوترون هاى آن ها را به اسم اورانيوم اضافه مى كنند. به عنوان مثال، اورانيوم سنگين را به نام اورانيوم-238 يا "يو- 238" (U238)، اورانيوم نيمه سنگين را به نام اورانيوم-235 يا "يو-235"(U235) و اورانيوم سبك را به نام اورانيوم-234 يا "يو-234" (U234)مى نامند.براى سوخت راكتورهاى هسته اى و بمب اتم، اورانيوم نيمه سنگين از همه مناسب تر است، اما در صد آن در سنگ معدن اورانيوم چيزى كمتر از يك در صد است. به طور کلی، اورانيوم سنگين به مقدار زياد يعنى حدود نود و نه و سه دهم در صد و اورانيوم نيمه سنگين به مقدار بسيار كم يعنى حدود هفت دهم در صد و اورانيوم سبك به مقدار فوق العاده جزئى يعنى به مقدار يك صدم در صد، به طور طبيعى، در معدن اورانيوم وجود دارد.اورانيوم نيمه سنگين يا يو-235، عنصر اصلی براى راه انداختن و ادامه يافتن چرخه ى سوخت در راكتورهاى اتمى است. اما، مقدار طبيعى آن، يعنى مقدار هفت دهم در صد،كافى نيست و بايد غلضت اورانيوم نيمه سنگين از هفت دهم در صد به پنج در صد افزايش يابد. عمليات مربوط به افزايش غلظت اورانيوم نيمه سنگين از هفت دهم در صد به پنج در صد را ،اصطﻼحا، عمل "غنى سازى اورانيوم" مى نامند. مهم ترين معدن اورانيوم در ايران، معدن ساغند است كه دويست كيلومترى شهر يزد، قرار دارد. مساحت اين معدن حدود 150 كيلومتر مربع و ظرفيت آن حدود پنج هزار تن است.از نظر فنى، معدن ساغند از دو بخش درست شده است: يكى “ساغند ۱” كه در عمق شانزده مترى از سطح زمين قرار دارد و داراى 750 تن سنگ اورانيوم است. ديگرى “ساغند ۲” كه در عمق هفتاد مترى از سطح زمين قرار دارد و داراى چهار هزار و دويست و پنجاه تن سنگ اورانيوم مى باشد. استخراج از اين معدن دشوارتر است، زير بايد هفتاد متر زمين را بكنند تا به آن برسند. در حا لی كه در “ساغند ۱”، كافى است حدود شانزده متر نقب بزنند تا به سنگ اورانيوم برسنداورانيوم در معدن ساغند، هرگز به صورت خالص يافت نمى شود، بلكه به صورت اكسيد اورانيوم مخلوط با ساير مواد شيميايى در داخل سنگ هاى معدنى وجود دارد. اكسيد اورانيوم (UO2) يا “يو - او - تو” از نظر شيميايى از يك ملكول اورانيوم و دو ملكول اكسيژن درست شده استسنگ اورانيوم خام به رنگ سياه متمايل به قهوه اى است كه جلاى فلزى ندارد و مات و كدر مى باشدايران براى راه اندازى معدن ساغند ازكارشناسان كشورهاى آرژانتين، آلمان، چكسلواكى، مجارستان،و روسيه استفاده كرده است. اما مهمترين نقش را چينى ها مخصوصا پنجاه نفر از كارشناسان موسسه ى تحقيقاتى استخراج اورانيوم در پكن، ايفا كرده اند. در حال حاضر حدود 20 پژوهشگر و 80 مهندس ايرانى در معدن ساغند كار مى كنند كه قرار بوده است تعداد آن ها به 235 نفر برسد(ب) مرحله ى تبديل سنگ خام اورانيوم به كيك زردكارخانه ى توليد كيك زرد اردكان، در سال 1992 ميلادى تاسيس شد. در اين كارخانه، ابتدا سنگ اورانيوم خام را آسياب مى كنند و به صورت پودر در مى آورند. سپس به اين پودر،اسيد سولفوريك اضافه مى كنند. بر اثر اين فعل و انفعال، اكسيد اورانيوم موجود در پودر اورانيوم با اسيد سولفوريك تركيب مى شود و به صورت سولفات اورانيل در مى آيد UO2 + 3SO4 à UO2(SO4)3به اين سولفات اورانيل، حلال هاى مخصوصى اضافه مى كنند تا سر انجام آن را به ماده اى به نام كيك زرد (U3O8)تبديل مى نمايند. اين ماده از نظر شيميايى از سه ملكول اورانيوم و هشت ملكول اكسيژن درست شده است. از اين كيك زرد براى توليد گاز هگزا فلورايد اورانيوم در اصفهان استفاده مى شوداردكان علاوه بر كارخانه ى توليد كيك زرد، دارى معادن اورانيوم نيز مى باشد. معدن ساغند در وسط بيابان و در فاصله ى دويست كيلومترى شهر يزد قرار دارد، اما معدن اردكان در نزديكى شهر و در فاصه ى 35 كيلومترى اردكان قرار دارد. نزديكى معدن به كارخانه دو مزيت عمده دارد: يكى آن كه در هزينه ى حمل و نقل سنگ معدن صرفه جويى مى شود و ديگر آن كه آسان تر مى توان براى كادر فنى و خدماتى خانه هاى سازمانى ساخت. به همين علت، به نظر مى رسد كه از چند سال پيش، عمليات استخراج اورانيوم از معدن اردكان نيز آغاز شده است.***ج) مرحله ى تبديل كيك زرد به گاز هگزا فلورايد اورانيومدر كارخانه ى توليد گاز اورانيوم در اصفهان، ابتدا كيك زرد را در اسيد نيتريك حل مى كنند. بر اثر اين عمل، ماده اى به نام نيترات اورانيوم UO2(NO3)2 توليد مى شود. پس از جدا كردن نيترات از اين ماده، اكسيد خالص اورانيوم (UO2) به دست مى آيبه اين اكسيد خالص اورانيوم ماده اى به نام هيدروژن فلورايد اضافه مى كنند. بر اثر اين عمل، اورانيوم با فلورايد تركيب مى شود و ماده اى به نام اورانيوم تترا فلورايد توليد مى گردد UO2 + 4HF à UF4 + 4H2O در سال 1998 ميلادى مذاكرات محرمانه اى بين مقامات ايران و چين براى خريد صد ها تن ماده ى هيدروزن فلورايد براى استفاده در مركز تحقيقات اتمى اصفهان انجام شد كه از سرنوشت و نتيجه ى آن اطلاعى در دست نيستسرانجام به گاز اورانيوم تترا فلورايد، گاز فلوراين ( F2) اضافه مى كنند. بر اثر اين فعل و انفعال، گاز هگزا فلورايد اورانيوم تولید می شود . این گازهگزا فلورايد اورانيوم UF4 + F2 à UF6 [ همان گازی است که برای عملیات نیروگاه نطنر مورد نیاز است. بنابراین أن را از اصفهان به نطنز مى فرستند تا در طبله هاى چرخان آن جا، غنى شودبا توجه به مطالب بالا، مشاهده می شود که دولت ایران برای غنی کردن اورانيوم در نطنز، نقشه ی گسترده ای کشیده است و مقدمات کار را به خوبی فراهم کرده است. یعنی ابتدا سنگ اورانيوم خام را ازمعدن ساغند استخراج می کند. سپس سنگ اورانيوم خام را در اردكان به كيك زرد تبدیل می کند. آن گاه، كيك زرد را در اصفهان به گاز هگزا فلورايد اورانيوم تبدیل می کند. و سرانجام، گاز هگزا فلورايد اورانيوم را در نطنز غنى می کند اورانيوم غنى شده، به چه كار مى آيد؟سوالی که در این جا پیش می آید این است که این گاز اورانيوم غنى شده، به چه كار مى آيد؟ در پاسخ به این سوال باید گفت که می توان این گاز را به اورانيوم جامد تبدیل کرد. به این ترتیب که پس از آن كه گاز اورانيوم در نيروگاه نطنز غنى شد، آن را به آزمايشگاه جابر بن حيان در مركز تحقيقات اتمى تهران مى فرستند. در اين آزمايشگاه، گاز غنى شده ى هگزافلورايد اورانيوم را با كلسيم مخلوط مى كنند. در اثر اين عمل، فلز اورانيوم به وجود مى آيد كه به آن اصطلاحا ميله ى اورانيوم مى گويندUF6 + 3Ca à U + 3CaF2اگر غلظت اورانيوم نيمه سنگين و يا “يو_235” در ميله ى اورانيوم حدود پنج در صد باشد مى توان از آن بر عنوان سوخت در نيروگاه اتمى بوشهر استفاده كرد. اما اگر غلظت اورانيوم نيمه سنگين در ميله ى اورانيوم حدود نود در صد باشد مى توان با آن بمب اتم ساخت. به همين علت دولت هاى غربى حساسيت زيادى نسبت فعالیت های اتمی ایران دارند و به احتمال قريب به يقين نمى گذارند كه ايران صاحب تكنولوزى اتمى بشود. با اين حساب، مليون ها دﻻرى كه در اين راه سرمايه گذارى شده است،ً بر باد خواهد رفت و صدها تكنيسين و كارشناسى كه براى اين كار تربيت شده اند، از كار بيكار خواهند شد و به خيل عظيم بيكاران ايران خواهند پيوستعمليات مربوط به افزايش غلظت اورانيوم نيمه سنگين از هفت دهم در صد به پنج در صد را ،اصطﻼحا، عمل "غنى سازى اورانيوم" مى نامند. براى اين كار از دستگاهى به نام "سانتريفيوژ گازى" استفاده مى كنند.سانتريفيوژ گازىدستگاه سانتريفيوژ گازى از تعداد زيادى طبل هاى مخصوص درست شده است كه با سرعت زياد دور خود مى چرخند. اورانيوم را،ابتدا، به صورت گاز هگزافلورايد اورانيوم یا"يو اف6 " (UF6) در مى آورند و آن را در اولين طبل چرخان وارد مى كنند. اين طبل به دور خود مى چرخد و بر اثر اين چرخش، نيروى گريز از مركز ايجاد مى شود. اتم هاى سنگين تر اورانيوم يعنى (يو- 238) در اطراف اين طبل و اتم هاى سبكتر يعنى يو-235 در مركز اين طبل متمركز مى شود. گازى را كه در مركز اين طبل جمع شده است و در صد بيشترى از اورانيوم نيمه سنگين را دارد، وارد طبل ديگرى مى كنند. اين طبل دوم نيز با سرعت به دور خود مى چرخد و باعث مى شود كه اتم هاى سبكتر، بيش از بيش، در مركز طبل متمركز شوند. دوباره، گازهایی را كه در مركز اين طبل جمع شده است، وارد طبل سوم مى كنند و اين عمل را همچنان با طبل چهارم و پنجم و الی آخر تكرار مى كنند تا سرانجام، غلظت اورانيوم نيمه سنگين يا "يو-235" در طبل آخرى به حدود پنج در صد برسد. به اين ترتيب سوخت مناسب براى راكتورهاى اتمى فراهم مى شود. كلمه ى سانتريفيوژ، در لغت، به معناى چيزى است كه به سرعت دور خود مى چرخد. كلمه گاز نيز اشاره به اين موضوع مى كند كه از اورانيوم به صورت گاز در اين دستگاه استفاده مى شود. اورانيوم جامد را نمى توان مستقيما وارد اين آن دستگاه كرد. اورانيومى را كه از معدن استخراج مى كنند. به صورت كلوخه مخصوصى است كه به آن "كيك زرد" مى گويند. اين كيك زرد را به صورت گاز هگزافلورايد يا "يو اف ۶" در مى آورند و سپس آن را وارد دستگاه سانتريفيوژ مى كنند.نيروگاه نطنزدولت ايران چندين سانتريفيوژ گازى در منطقه ى نطنز احداث كرده است. اين عكس در تاريخ هفتم فوريه سال 2003 گرفته شده است.
در قسمت چپ و باﻻى عكس، فلشى ديده مى شود كه محل مونتاژ كردن فطعات دستگاه سانتريفوژ را نشان مى دهد.در قسمت چپ و يايين عكس، ساختمانى ديده مى شود كه حدود 200 سانتريفوژ در آن جا نصب شده است. از اين ساختمان به عنوان كارخانه ى آزمايشى و يا "پايلوت پﻼن" استفاده مى شود.در قسمت راست و باﻻى عكس، دو فلش سفيد مشاهده مى شود كه زير زمين هاى مخصوص دستگاه هاى اصلی سانتريفيوژ را نشان مى دهد.در سمت راست و پايين عكس، فلش ديگرى وجود دارد كه ساختمان هاى مربوط به پشتيبانى و تعميرات دو سانتريفيوژ اصلی را نشان مى دهد.بمب اتماولين قدم براى ساختن بمب اتم، غنى كردن اورانيوم است. از همان سانتريفيوژى كه اورانيوم را تا پنج در صد غنى مى كند، مى توان براى افزايش غلظت اورانيوم، به نحوى كه قابل استفاده در بمب اتم باشد استفاده كرد. اگر تعداد طبل هاى سانتريفيوژ گازى را افزايش دهند، مى توانند غلظت اورانيوم نيمه سنگين را به حدى برسانند كه براى ساخت بمب اتم مناسب باشد.برای تولید بمب اتم وجود پلوتونیوم ضروری ست .براى توليد پلوتونيوم احتياج به تاسيسات مخصوصى نيست. اين فلز به طور خود به خود، در نيروگاه هاى توليد برق مانند نيروگاه بوشهر كه با سوخت اتمى كار مى كنند توليد مى شود. فلز پلوتونيوم در خاكستر كوره ى اتمى اين نيروگاه وجود دارد و كافى است تا آن را از اين خاكستر جدا كرد. به همين علت است كه روسيه اصرار دارد كه خاكستر اتمى نيروگاه بوشهر را از دولت ايران تحويل بگيردراه حل اول، اين است كه ابتدا اورانيوم را در سانترى فوژ هاى نطنز تا حد مجاز پنج در صد، غنى كنند و سپس اين اورانيوم غنى شده را در نيروگاه هايى مانند نيروگاه بوشهر كه با آب معمولی خنك مى شود، بسوزانند. سرانجام، از خاكستر و سوخته ى اورانيوم، فلزديگرى به نام پلوتونيوم را استخراج كنند. از اين فلز مى توان به جاى اورانيوم در ساختن بمب اتم استفاده كردراه حل دومراه حل دوم، این است که اورانیوم را بدون آن که غنى کنند در نيروگاه هايى كه با آب سنگين كار مى كند، بسوزانند و سپس از خاكستر و سوخته ى اورانيوم، فلز پلوتونيوم را استخراج كنند. گرچه در اين جا ديگر نيازى به اورانيوم غنى شده وسانترى فوژهاى نطنز نيست، اما در عوض، دولت ايران احتياج دارد كه يا آب سنگين را از خارج وارد كند و يا آن كه آن را در داخل ايران توليد نمايد. به علت نظارت شديدى كه بر خريد و فروش آب سنگين در بازارهاى بين المللی وجود دارد، گزينه ى منطقى، راه اندازى كارخانه ى توليد آب سنگين در داخل كشور استسوال چگونه پلوتونيوم، به طور خود به خود، در نيروگاه بوشهر توليد مى شودنيروگاه بوشهر يك نيروگاه توليد برق است. با اين تفاوت كه در كوره ى آن به جاى نفت، از سوخت اورانيوم استفاده مى شود. اورانيومى كه در اين سوخت به كار مى رود، يك دست نيست. قسمت اعظم آن يعنى نود و پنج در صد آن ، از اورانيوم سنگين (يو 238) و مابقى، يعنى چيزى حدود پنج در صد از آن، از اورانيوم نيمه سنگين (يو235) تشكيل شده است. اما همين اورانيوم نيمه سنگين، در هنگام سوختن از خود ذراتى به نام نوترون ايجاد مى كند كه اگر به اتم هاى اورانيوم سنگين (يو 238) اصابت كنند، باعث به وجود آمدن فعل و انفعال شگفت انگيزى مى شود كه بى شباهت به اعمال كيمياگران قرون وسطى نيست. در اين فعل و انفعال فيزيكى، اورانيوم سنگين 238 كه فلز تقريبا بى خطرى است به پلوتونيوم 239 كه فلز بسيار خطرناكى است تبديل مى شود. به عبارت ديگر، در كوره ى اتمى نيروگاه بوشهر، مس وجود اورانيوم سنگين كه ارزش چندانى ندارد به لطف اكسير نوترون، به طلاى پلوتونيوم 239 تبديل مى شود. پلوتونيوم 239، گنجى است كه در دل خاكستر كوره هاى اتمى، پنهان است، گنجى كه با آن مى توان عالى را به آتش و خون كشيدهمان طور كه مى دانيم، هسته ى اورانيوم سنگين داراى 92 پروتون و 146 پروتون است. هنگامى كه يك نوترون از اورانيوم نینه سنگین، به اين هسته ى سنگين اصابت مى كند، تعداد نوترون هاى آن موقتا از 146 به 147 افزايش مى يابدافزايش نوترن ها باعث مى شود كه هسته ى اورانيوم سنگين تعادل خود را از دست بدهد. براى آن كه هسته ى اورانيوم تعادل خود را مجددا به دست بياورد، دوعدد از نوترون ها ى آن به پروتون تبديل مى شود. يعنى از تعداد نوترون هاى آن، دو عدد كم مى شود و شماره ى آن ها به 145 كاهش يابد و در عوض، به تعداد پروتون ها ى آن ، دو عدد اضافه مى گردد و شماره ى آن ها به 94 عدد افزايش مى يابداين كاهش در نوترون ها و افزايش در پروتون ها باعث مى شود كه اورانيوم سنگين 238 تبديل به فلز خطرناكى به نام پلوتونيوم 239 شود كه 94 پروتون و 145 نوترون دارد. در هر چهارهزار كيلو گرم خاكستر اورانيوم سنگين، مقدار يك كيلو پلوتونيوم 239 وجود داردقدم بعدى، استخراج پلوتونيوم از خاكستر اورانيوم است. اما از آن جا كه نيروگاه اتمى بوشهر هنوز آغاز به كار نكرده است، ايران از كجا خاكستر اورانيوم به دست مى آورد تا از آن براى استخراج پلوتونيوم استفاده كند؟ در پاسخ به اين سوال بايد گفت كه آمريكا يى ها در زمان شاه ، در سال 1967 ميلادى، يك راكتور تحقيقاتى اتمى به طرفيت پنج مگا وات براى دانشگاه تهران ساختند كه از آن زمان تا كنون در مركز تحقيقات اتمى دانشگاه تهران مشفول به كار است. اين راكتور اتمى كه در منطقه ى امير آباد تهران قرار دارد، با سوخت اورانيوم كار مى كند و دولت ايران احتماﻻ از اين خاكستر براى استخراج پلوتونيوم 239 استفاده مى كند. در تصوير زير، عكسى از راكتور اتمى تحقيقاتى دانشگاه تهران نشان داده شده استتصوير ۳ - راكتور تحقيقاتى دانشگاه تهران، امير آباد، تهران، كه در خاكستر كوره ى آن پلوتونيوم وجود دارد
اما عمليات مربوط به جدا كردن پلوتونيوم از خاكستر اورانيوم در ايران در كجا انجام مى شود؟ در پاسخ به اين سوال بايد گفت كه مهم ترين مركز براى استخراج پلوتونيوم، احتماﻻ آزمايشگاه اتمى جابر بن حيان در تهران است كه وابسته به مركز تحقيقات اتمى دانشگاه تهران مى باشد. در تصوير زير، عكسى از محل احتمالی آزمايشگاه اتمى جابر بن حيان در تهران نشان داده شده استتصوير ۴- آزمايشگاه اتمى جابر بن حيان در تهران دولت هاى غربى ادعا مى كنند كه دولت ايران، با استفاده از راكتور تحقيقاتى ساخت آمريكا ، توانسته است در آزمايشگاه اتمى جابر بن حيان به فن آورى مربوط به روش استخراج پلوتونيوم دست يابد و اكنون براى به دست آوردن خاكستر اتمى به مقدار زياد، سفارش تكميل و ساخت بيروگاه اتمى بوشهر را به روسيه داده است. دولت ايران، اين اتهام را رد مى كند و مدعى است كه هدف او استفاده ى صلح جويانه از اتم است. روسيه اصرار دارد كه دولت ايران زباله ها ى اتمى نيروگاه هسته اى بوشهر را به روسيه باز گرداند. دولت ايران مى گويد كه "خاكستر اورانيوم" را مجانى بر نمى گرداند، اما حاضر است آن را به روسيه بفروشد. دولت روسيه حاضر به خريد خاكستر اورانيوم نيست و در عوض براى دفن زباله هاى اتمى در خاك روسيه تقاضاى حق انباردارى مى كند. به هرحال، دولت روسيه تا مطمئن نشود كه مى تواند خاكستر اورانيوم را از دولت ايران پس بگيرد، پروژه ى بوشهر را تمام نخواهد كرداما، توليد پلوتونيوم در ايران منحصر به نيروگاه بوشهر نيست و مى توان آن را به روش آسان ترى در نيروگاه اتمى اراك نيز توليد كردراكتور اتمى اراكايران در مراحل پايانى طراحى يك راكتور اتمى چهل مگا واتى در اراك است كه با اورانيوم خام و آب سنگين كار مى كند. عمليات ساختمانى راكتور اراك قرار است در سال 2009 ميلادى به پايان برسددولت ايران ادعا مى كند كه هدف از ساختن اين راكتور، توليد ايزوتوپ هاى اتمى براى استفاده در پزشكى و كشاورزى است. اما آزانس بين الملی انرزى اتمى نگران توليد پلوتونيوم در نيروگاه اراك است. علت اين نگرانى نيز اين است كه در نيروگاه اراك مانند نيروگاه بوشهر از اورانيوم براى سوخت استفاده مى شود و همان طور كه در مقاله پيش نشان داديم، اورانيوم سنگين 238 مى تواند تبديل به فلز پلوتونيوم 239 شود. مزيتى كه نيروگاه اراك نسبت به نيروگاه بوشهر دارد اين است كه نيروگاه اراك با آب سنگين كار مى كند، و به همين علت مى تواند از اورانيوم معمولی و غنى نشده استفاده كند و احتياجى به تاسيسات پر هزينه ى غنى سازى اورانيوم نطنز ندارد. در حالی كه نيروگاه بوشهر با آب سبك كار مى كند و به همين علت بايد در كوره هاى آن از اورانيوم غنى شده استفاده كرد و اين امر مستلزم غنى كردن اورانيوم به مقدار پنج در صد استنيروگاه اراك، مى تواند سالی هشت تا ده كيلوگرم پلوتونيوم توليد كند كه براى ساختن يك يا دو بمب اتم در سال كافى است. البته براى اين كار بايد خاكستر كوره ى اتمى اراك به مراكزى مانند آزمايشگاه اتمى جابر بن حيان در تهران فرستاده شود تا در آن جا فلز پلوتونيوم از خاكستر اورانيوم جدا شود. ما در مقاله پيش راجع به اين آزمايشگاه سخن گفتيم و در اين جا از تكرار آن پرهيز مى كنيم. اما به جاى آن، به مساله ى توليد آب سنگين در ايران مى پردازيم.كارخانه ى توليد آب سنگين در اراكگفتيم كه راكتور اتمى اراك با آب سنگين كار مى كند. براى تهيه ى آب سنگين دو راه وجود دارد. يا بايد آب سنگين را از كشورهاى خارجى خريدارى كرد و يا بايد آن را در داخل ايران توليد نمود. چهار كشور يعنى آرژانتين، كانادا، هند، و نروژ از بزرگ ترين صادر كنند گان آب سنگين در جهان مى باشند، اما خريد آب سنگين از اين كشورها احتياج به كسب مجوز مخصوص از آژانس بين الللی انرزى اتمى دارد كه به آسانى به دست نمى آيد. دولت ايران به جاى خريد آب سنگين، مشفول احداث كارخانه اى در اراك با ظرفيت توليدِى، صد تن آب سنگين در سال استتصوير ۱- كارخانه ى توليد آب سنگين در اراك، 150 مايلی جنوب غربى تهراندر تصوير باﻻ، كارخانه ى توليد آن سنگين در اراك نشان داده شده است. همان طور كه در اين عكس هوايى مى بينيد، يك حصار بزرگ دورتادور محوطه ى اين كارخانه كشيده شده است. در داخل اين حصار بيرونى، حصار ديگرى با برج هاى ديده بانى به چشم مى خورد. تاسيسات اصلی توليد آب سنگين در داخل اين حصار دوم قرار داردآب سنگين در طبيعت به مقدار تقريبا يك دهم در صد وجود دارد. يعنى نود و نه مميز نود و نه درصد آب رودخانه ها و درياها از آب معمولی و فقط مقدار بسيار ناچيزى از آن از آب سنگين درست شده است. براى توليد آب سنگين معموﻻ از روش تبخير و تقطير استفاده مى كنند. چون نقطه ى جوش آب سنگين باﻻ تر از نقطه ى جوش آب معمولی است مى توان با اين روش آن را از آب معمولی جدا كردآب معمولی از يك اتم اكسيژن و دو اتم هيدروژن درست شده است. درحالی كه آب سنگين، از يك اتم اكسيژن و دو اتم "دئوتريوم" (Deuterium) تشكيل شده است . اتم دئوتريوم مانند اتم هيدروژن است با اين تفاوت كه در هسته ى آن يك نوترون اضافى وجود دارد. اين نوترون اضافى باعث مى شودكه "دئوتريوم" ده در صد از هيدروژن سنگين تر باشد. با اين حساب، آب سنگين ده در صد از آب معمولی سنگين تر است. يعنى اگر يك ليتر آب معمولی يك كيلوگرم وزن داشته باشد، يك ليتر آب سنگين حدود يك كيلو و صدگرم وزن داردبهر حال به نظر میرسد تصمیم ایران برای در دست داشتن چرخه سوخت هسته ای جدی است اما چرا جهان با این خواسته به ظاهر مشروع مخالفت میکند و دلایل عدم دسترسی آزانس به اماکن مخصوصتولید بمب اتم و نیز هدف اصلی سیاسیون ایران از پرداخت هزینه های هنگفت برای دستیابی به چرخه سوخت هسته ای را در مطلب آتی اشاره خواهم کرد.
در قسمت چپ و باﻻى عكس، فلشى ديده مى شود كه محل مونتاژ كردن فطعات دستگاه سانتريفوژ را نشان مى دهد.در قسمت چپ و يايين عكس، ساختمانى ديده مى شود كه حدود 200 سانتريفوژ در آن جا نصب شده است. از اين ساختمان به عنوان كارخانه ى آزمايشى و يا "پايلوت پﻼن" استفاده مى شود.در قسمت راست و باﻻى عكس، دو فلش سفيد مشاهده مى شود كه زير زمين هاى مخصوص دستگاه هاى اصلی سانتريفيوژ را نشان مى دهد.در سمت راست و پايين عكس، فلش ديگرى وجود دارد كه ساختمان هاى مربوط به پشتيبانى و تعميرات دو سانتريفيوژ اصلی را نشان مى دهد.بمب اتماولين قدم براى ساختن بمب اتم، غنى كردن اورانيوم است. از همان سانتريفيوژى كه اورانيوم را تا پنج در صد غنى مى كند، مى توان براى افزايش غلظت اورانيوم، به نحوى كه قابل استفاده در بمب اتم باشد استفاده كرد. اگر تعداد طبل هاى سانتريفيوژ گازى را افزايش دهند، مى توانند غلظت اورانيوم نيمه سنگين را به حدى برسانند كه براى ساخت بمب اتم مناسب باشد.برای تولید بمب اتم وجود پلوتونیوم ضروری ست .براى توليد پلوتونيوم احتياج به تاسيسات مخصوصى نيست. اين فلز به طور خود به خود، در نيروگاه هاى توليد برق مانند نيروگاه بوشهر كه با سوخت اتمى كار مى كنند توليد مى شود. فلز پلوتونيوم در خاكستر كوره ى اتمى اين نيروگاه وجود دارد و كافى است تا آن را از اين خاكستر جدا كرد. به همين علت است كه روسيه اصرار دارد كه خاكستر اتمى نيروگاه بوشهر را از دولت ايران تحويل بگيردراه حل اول، اين است كه ابتدا اورانيوم را در سانترى فوژ هاى نطنز تا حد مجاز پنج در صد، غنى كنند و سپس اين اورانيوم غنى شده را در نيروگاه هايى مانند نيروگاه بوشهر كه با آب معمولی خنك مى شود، بسوزانند. سرانجام، از خاكستر و سوخته ى اورانيوم، فلزديگرى به نام پلوتونيوم را استخراج كنند. از اين فلز مى توان به جاى اورانيوم در ساختن بمب اتم استفاده كردراه حل دومراه حل دوم، این است که اورانیوم را بدون آن که غنى کنند در نيروگاه هايى كه با آب سنگين كار مى كند، بسوزانند و سپس از خاكستر و سوخته ى اورانيوم، فلز پلوتونيوم را استخراج كنند. گرچه در اين جا ديگر نيازى به اورانيوم غنى شده وسانترى فوژهاى نطنز نيست، اما در عوض، دولت ايران احتياج دارد كه يا آب سنگين را از خارج وارد كند و يا آن كه آن را در داخل ايران توليد نمايد. به علت نظارت شديدى كه بر خريد و فروش آب سنگين در بازارهاى بين المللی وجود دارد، گزينه ى منطقى، راه اندازى كارخانه ى توليد آب سنگين در داخل كشور استسوال چگونه پلوتونيوم، به طور خود به خود، در نيروگاه بوشهر توليد مى شودنيروگاه بوشهر يك نيروگاه توليد برق است. با اين تفاوت كه در كوره ى آن به جاى نفت، از سوخت اورانيوم استفاده مى شود. اورانيومى كه در اين سوخت به كار مى رود، يك دست نيست. قسمت اعظم آن يعنى نود و پنج در صد آن ، از اورانيوم سنگين (يو 238) و مابقى، يعنى چيزى حدود پنج در صد از آن، از اورانيوم نيمه سنگين (يو235) تشكيل شده است. اما همين اورانيوم نيمه سنگين، در هنگام سوختن از خود ذراتى به نام نوترون ايجاد مى كند كه اگر به اتم هاى اورانيوم سنگين (يو 238) اصابت كنند، باعث به وجود آمدن فعل و انفعال شگفت انگيزى مى شود كه بى شباهت به اعمال كيمياگران قرون وسطى نيست. در اين فعل و انفعال فيزيكى، اورانيوم سنگين 238 كه فلز تقريبا بى خطرى است به پلوتونيوم 239 كه فلز بسيار خطرناكى است تبديل مى شود. به عبارت ديگر، در كوره ى اتمى نيروگاه بوشهر، مس وجود اورانيوم سنگين كه ارزش چندانى ندارد به لطف اكسير نوترون، به طلاى پلوتونيوم 239 تبديل مى شود. پلوتونيوم 239، گنجى است كه در دل خاكستر كوره هاى اتمى، پنهان است، گنجى كه با آن مى توان عالى را به آتش و خون كشيدهمان طور كه مى دانيم، هسته ى اورانيوم سنگين داراى 92 پروتون و 146 پروتون است. هنگامى كه يك نوترون از اورانيوم نینه سنگین، به اين هسته ى سنگين اصابت مى كند، تعداد نوترون هاى آن موقتا از 146 به 147 افزايش مى يابدافزايش نوترن ها باعث مى شود كه هسته ى اورانيوم سنگين تعادل خود را از دست بدهد. براى آن كه هسته ى اورانيوم تعادل خود را مجددا به دست بياورد، دوعدد از نوترون ها ى آن به پروتون تبديل مى شود. يعنى از تعداد نوترون هاى آن، دو عدد كم مى شود و شماره ى آن ها به 145 كاهش يابد و در عوض، به تعداد پروتون ها ى آن ، دو عدد اضافه مى گردد و شماره ى آن ها به 94 عدد افزايش مى يابداين كاهش در نوترون ها و افزايش در پروتون ها باعث مى شود كه اورانيوم سنگين 238 تبديل به فلز خطرناكى به نام پلوتونيوم 239 شود كه 94 پروتون و 145 نوترون دارد. در هر چهارهزار كيلو گرم خاكستر اورانيوم سنگين، مقدار يك كيلو پلوتونيوم 239 وجود داردقدم بعدى، استخراج پلوتونيوم از خاكستر اورانيوم است. اما از آن جا كه نيروگاه اتمى بوشهر هنوز آغاز به كار نكرده است، ايران از كجا خاكستر اورانيوم به دست مى آورد تا از آن براى استخراج پلوتونيوم استفاده كند؟ در پاسخ به اين سوال بايد گفت كه آمريكا يى ها در زمان شاه ، در سال 1967 ميلادى، يك راكتور تحقيقاتى اتمى به طرفيت پنج مگا وات براى دانشگاه تهران ساختند كه از آن زمان تا كنون در مركز تحقيقات اتمى دانشگاه تهران مشفول به كار است. اين راكتور اتمى كه در منطقه ى امير آباد تهران قرار دارد، با سوخت اورانيوم كار مى كند و دولت ايران احتماﻻ از اين خاكستر براى استخراج پلوتونيوم 239 استفاده مى كند. در تصوير زير، عكسى از راكتور اتمى تحقيقاتى دانشگاه تهران نشان داده شده استتصوير ۳ - راكتور تحقيقاتى دانشگاه تهران، امير آباد، تهران، كه در خاكستر كوره ى آن پلوتونيوم وجود دارد
اما عمليات مربوط به جدا كردن پلوتونيوم از خاكستر اورانيوم در ايران در كجا انجام مى شود؟ در پاسخ به اين سوال بايد گفت كه مهم ترين مركز براى استخراج پلوتونيوم، احتماﻻ آزمايشگاه اتمى جابر بن حيان در تهران است كه وابسته به مركز تحقيقات اتمى دانشگاه تهران مى باشد. در تصوير زير، عكسى از محل احتمالی آزمايشگاه اتمى جابر بن حيان در تهران نشان داده شده استتصوير ۴- آزمايشگاه اتمى جابر بن حيان در تهران دولت هاى غربى ادعا مى كنند كه دولت ايران، با استفاده از راكتور تحقيقاتى ساخت آمريكا ، توانسته است در آزمايشگاه اتمى جابر بن حيان به فن آورى مربوط به روش استخراج پلوتونيوم دست يابد و اكنون براى به دست آوردن خاكستر اتمى به مقدار زياد، سفارش تكميل و ساخت بيروگاه اتمى بوشهر را به روسيه داده است. دولت ايران، اين اتهام را رد مى كند و مدعى است كه هدف او استفاده ى صلح جويانه از اتم است. روسيه اصرار دارد كه دولت ايران زباله ها ى اتمى نيروگاه هسته اى بوشهر را به روسيه باز گرداند. دولت ايران مى گويد كه "خاكستر اورانيوم" را مجانى بر نمى گرداند، اما حاضر است آن را به روسيه بفروشد. دولت روسيه حاضر به خريد خاكستر اورانيوم نيست و در عوض براى دفن زباله هاى اتمى در خاك روسيه تقاضاى حق انباردارى مى كند. به هرحال، دولت روسيه تا مطمئن نشود كه مى تواند خاكستر اورانيوم را از دولت ايران پس بگيرد، پروژه ى بوشهر را تمام نخواهد كرداما، توليد پلوتونيوم در ايران منحصر به نيروگاه بوشهر نيست و مى توان آن را به روش آسان ترى در نيروگاه اتمى اراك نيز توليد كردراكتور اتمى اراكايران در مراحل پايانى طراحى يك راكتور اتمى چهل مگا واتى در اراك است كه با اورانيوم خام و آب سنگين كار مى كند. عمليات ساختمانى راكتور اراك قرار است در سال 2009 ميلادى به پايان برسددولت ايران ادعا مى كند كه هدف از ساختن اين راكتور، توليد ايزوتوپ هاى اتمى براى استفاده در پزشكى و كشاورزى است. اما آزانس بين الملی انرزى اتمى نگران توليد پلوتونيوم در نيروگاه اراك است. علت اين نگرانى نيز اين است كه در نيروگاه اراك مانند نيروگاه بوشهر از اورانيوم براى سوخت استفاده مى شود و همان طور كه در مقاله پيش نشان داديم، اورانيوم سنگين 238 مى تواند تبديل به فلز پلوتونيوم 239 شود. مزيتى كه نيروگاه اراك نسبت به نيروگاه بوشهر دارد اين است كه نيروگاه اراك با آب سنگين كار مى كند، و به همين علت مى تواند از اورانيوم معمولی و غنى نشده استفاده كند و احتياجى به تاسيسات پر هزينه ى غنى سازى اورانيوم نطنز ندارد. در حالی كه نيروگاه بوشهر با آب سبك كار مى كند و به همين علت بايد در كوره هاى آن از اورانيوم غنى شده استفاده كرد و اين امر مستلزم غنى كردن اورانيوم به مقدار پنج در صد استنيروگاه اراك، مى تواند سالی هشت تا ده كيلوگرم پلوتونيوم توليد كند كه براى ساختن يك يا دو بمب اتم در سال كافى است. البته براى اين كار بايد خاكستر كوره ى اتمى اراك به مراكزى مانند آزمايشگاه اتمى جابر بن حيان در تهران فرستاده شود تا در آن جا فلز پلوتونيوم از خاكستر اورانيوم جدا شود. ما در مقاله پيش راجع به اين آزمايشگاه سخن گفتيم و در اين جا از تكرار آن پرهيز مى كنيم. اما به جاى آن، به مساله ى توليد آب سنگين در ايران مى پردازيم.كارخانه ى توليد آب سنگين در اراكگفتيم كه راكتور اتمى اراك با آب سنگين كار مى كند. براى تهيه ى آب سنگين دو راه وجود دارد. يا بايد آب سنگين را از كشورهاى خارجى خريدارى كرد و يا بايد آن را در داخل ايران توليد نمود. چهار كشور يعنى آرژانتين، كانادا، هند، و نروژ از بزرگ ترين صادر كنند گان آب سنگين در جهان مى باشند، اما خريد آب سنگين از اين كشورها احتياج به كسب مجوز مخصوص از آژانس بين الللی انرزى اتمى دارد كه به آسانى به دست نمى آيد. دولت ايران به جاى خريد آب سنگين، مشفول احداث كارخانه اى در اراك با ظرفيت توليدِى، صد تن آب سنگين در سال استتصوير ۱- كارخانه ى توليد آب سنگين در اراك، 150 مايلی جنوب غربى تهراندر تصوير باﻻ، كارخانه ى توليد آن سنگين در اراك نشان داده شده است. همان طور كه در اين عكس هوايى مى بينيد، يك حصار بزرگ دورتادور محوطه ى اين كارخانه كشيده شده است. در داخل اين حصار بيرونى، حصار ديگرى با برج هاى ديده بانى به چشم مى خورد. تاسيسات اصلی توليد آب سنگين در داخل اين حصار دوم قرار داردآب سنگين در طبيعت به مقدار تقريبا يك دهم در صد وجود دارد. يعنى نود و نه مميز نود و نه درصد آب رودخانه ها و درياها از آب معمولی و فقط مقدار بسيار ناچيزى از آن از آب سنگين درست شده است. براى توليد آب سنگين معموﻻ از روش تبخير و تقطير استفاده مى كنند. چون نقطه ى جوش آب سنگين باﻻ تر از نقطه ى جوش آب معمولی است مى توان با اين روش آن را از آب معمولی جدا كردآب معمولی از يك اتم اكسيژن و دو اتم هيدروژن درست شده است. درحالی كه آب سنگين، از يك اتم اكسيژن و دو اتم "دئوتريوم" (Deuterium) تشكيل شده است . اتم دئوتريوم مانند اتم هيدروژن است با اين تفاوت كه در هسته ى آن يك نوترون اضافى وجود دارد. اين نوترون اضافى باعث مى شودكه "دئوتريوم" ده در صد از هيدروژن سنگين تر باشد. با اين حساب، آب سنگين ده در صد از آب معمولی سنگين تر است. يعنى اگر يك ليتر آب معمولی يك كيلوگرم وزن داشته باشد، يك ليتر آب سنگين حدود يك كيلو و صدگرم وزن داردبهر حال به نظر میرسد تصمیم ایران برای در دست داشتن چرخه سوخت هسته ای جدی است اما چرا جهان با این خواسته به ظاهر مشروع مخالفت میکند و دلایل عدم دسترسی آزانس به اماکن مخصوصتولید بمب اتم و نیز هدف اصلی سیاسیون ایران از پرداخت هزینه های هنگفت برای دستیابی به چرخه سوخت هسته ای را در مطلب آتی اشاره خواهم کرد.
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر