غنی‌سازی اورانیوم با استفاده از اشعه لیزر
۱۳۹۱ فروردین ۲۳, چهارشنبه
غنی‌سازی اورانیوم این روزها به علم فیزیک محدود نمی‌شود. حساسیت جامعه جهانی در مورد میزان و درصد اورانیوم غنی‌شده ایران و این پرسش که آیا این کشور قادر است بمب‌اتمی بسازد یا خیر، غنی‌سازی اورانیوم را به یکی از مسائل سیاسی روز تبدیل کرده است.
اورانیوم موجود در طبیعت اغلب جرم اتمی ۲۳۸ دارد. ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۵ تنها حدود هفت دهم درصد از اورانیوم طبیعی را تشکیل میدهد. از این ایزوتوپ برای ساخت میله‌های سوخت هسته‌ای و همنیطور بمب‌اتمی استفاده میشود.
اساس غنی‌سازی اورانیوم ۲۳۵
میله‌های سوخت نیروگاه هسته‌ای حدود پنج درصد اورانیوم ۲۳۵ دارند که واکنش‌های زنجیر‌ه‌ای آن‌ها را پایدار نگاه می‌د‌ارد. سهم اورانیوم ۲۳۵ در ساخت یک بمب هسته‌ای اما به حدود ۸۵ درصد می‌رسد. در هر دو صورت به افزایش غظت اورانیوم ۲۳۵ نیاز است.
تفاوت بسیار اندک جرم این دو ایزوتوپ، اساس تمامی مراحل غنی‌سازی اورانیوم ۲۳۵ است. اورانیوم ۲۳۸ که در هسته خود سه نوترون بیشتر دارد، اندکی سنگین‌تر از اورانیوم۲۳۵ است.
در آغاز فرایند غنی‌سازی اورانیوم، اورانیوم به صورت ترکیب گازی هگزافلوراید اورانیوم (UF6) درآورده میشود. ملکول‌هائی که از ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۸ تشکیل شده‌اند کمی سنگین‌ترند.
در مرحله بعد یا به کمک دستگاه‌های گریز از مرکز (سانتریفوژ) یا تکنیک‌های "روش نفوذ" روی غشا‌ء متخلخل دو نوع ملکول UF6 از هم جدا می‌شوند. دستگاه‌های گریز از مرکز یا سانتریفوژها حدود ده برابر کارآمد‌تر هستند. بر اساس اطلاعات منتشر شده در مورد برنامه هسته‌ای ایران، غنی‌سازی اورانیوم در تأسیسات اتمی این کشور نیز با کمک سانتریفیوژ فوق سریع گاز صورت می‌گیرد.
روشی که ۱۶ برابر موثر است
اما در سال‌های اخیر روش دیگری نیز برای غنی‌سازی اورانیوم ابداع شده است. این روش که توسط دانشمندان استرالیایی ابداع شده، روشی است به نام سایلکس (Silex). این نام مخفف "جداسازی ایزوتوپ‌ها توسط تحریک لیزری" یا (Separation of Isotopes by Laser Excitation) است.
پرتال اینترنتی "دی‌ولت" در مقاله‌ای به نوشته روبرت لوساو (Norbert Lossau) به تشریح این روش پرداخته است. هرچند اغلب مراحل این شیوه محرمانه است، اما روشن است که در این روش، گاز هگزا فلوراید اورانیوم مورد تابش اشعه لیزر قرار می‌گیرد.
کارشناسان تخمین می زنند که غنی‌سازی اورانیوم با بهره‌گیری از این تکنولوژی در مقایسه با دو روش‌دیگر حداکثر تا ۱۶برابر موثرتر است.
روشی که ردیابی تأسیسات مخفی را سخت می‌کند
روش سایلکس مورد مناقشه کارشناسان فیزیک هسته‌ای است. استفاده از اشعه لیزر موانع فنی موجود در ساخت سلاح‌های هسته‌ای را کاهش میدهد و مغایر با ترویج گسترش سلاح‌هسته‌ای در جهان است.
این روش در مقایسه با روش غنی‌سازی اورانیوم با سانتریفوژ، به فضای کمتری نیاز دارد. در نتیجه تأسیسات غنی‌سازی اورانیوم می‌توانند بسیار کوچکتر باشند.
در این‌صورت جستجوی تأسیسات مخففی سخت‌تر خواهد بود. علاوه بر آن از آن‌جا که گرمای تولید شده در پروسه غنی‌سازی به مراتب کمتر میشود، ردیابی تأسیسات هسته‌ای با کمک سنسورهای سنجش دما نیز سخت‌تر خواهد بود.
تنها نکته مورد توجه در روش سایلکس کاهش هزبنه غنی‌سازی در نیروگاه‌های سوخت هسته‌ای است. کاهش چشمگیر هزینه‌ها، قیمت برق تولید شده از انرژی هسته‌ای را نیز تا حدود ۵۰ درصد کاهش خواهد داد.
با این حال متخصصان فیریک اتمی آمریکا نگران اطلاعات منتشر شده در مورد این روش هستند. پروفسور ولفگانگ زاندر، رئیس‌انجمن فیزیک آلمان هم در این مورد به "دی‌ولت" گفته است: «خطرات مرتبط با فرایند سایلکس باید به دقت بررسی شوند. از تکثیر تکنولوژی سلاح‌های هسته‌ای باید به هر صوت ممکن اجتناب شود.»
SB/JT