تحلیل فنی نظر رهبر انقلاب درباره سانتریفیوژهای مورد نیاز ایران
به گفته منابع آگاه، ایران در مذاکرات تأکید کرده که اصراری به افزایش سایت‌های خود ندارد، همان گونه که صالحی، رئیس سازمان انرژی اتمی بار‌ها اعلام کرده ایران در تلاش است همین زیرساخت‌ها را با استاندارد و کیفیت بهتر پیش برد و با بهره‌گیری از سانتریفیوژهای جدید‌تر، کیفیت و میزان غنی‌سازی خود را افزایش دهد تا در مجموع بتواند در یک افق چندساله ۱۹۰ هزار سو (SWU) غنی‌سازی لازم برای تأمین سوخت راکتورهای خود انجام دهد.
روز گذشته، حضرت آیت‌الله خامنه‌ای در جمع مسئولان ارشد نظام به مسأله ظرفیت غنی‌سازی و نیاز عملی ایران به این ظرفیت اشاره کردند و افزودند: «هدف آن‌ها این است که در موضوع ظرفیت غنی‌سازی، جمهوری اسلامی ایران را به ۱۰ هزار سو راضی کنند؛ البته ابتدا از ۵۰۰ سو و ۱۰۰۰ سو شروع کردند، که «۱۰ هزار سو محصول حدود ۱۰ هزار سانتریفیوژ از نوع قدیمی است که داشتیم و داریم»، در حالی که به گفته مسئولان مربوطه، نیاز قطعی کشور، ۱۹۰ هزار سو است».
به گزارش «تابناک»، وب‌سایت «امید هسته‌ای» در مطلبی برای علاقه‌مندان به بررسی فنی نیاز اعلام شده از سوی مقامات ایرانی پرداخته است. در این مطلب، مفهوم غنی‌سازی با سانتریفیوژ توضیح داده شده و برنامه‌های غنی‌سازی کشور‌هایی که برنامه غنی‌سازی دارند و ظرفیت موجود غنی‌سازی آن‌ها مرور شده است.
غنی‌سازی چیست؟
غنی‌سازی در دانش هسته‌ای یعنی تولید اورانیومی که دارای درصد بالایی از ایزوتوپ U۲۳۵ باشد. اورانیوم مورد استفاده در راکتورهای اتمی باید به حدی غنی شود که حاوی ۲ تا ۳ درصد اورانیوم ۲۳۵ باشد، در حالی که اورانیومی که در ساخت بمب اتمی به کار می‌رود، باید دست‌کم حاوی ۹۰ درصد اورانیوم ۲۳۵ باشد. برای به دست آوردن اورانیوم غنی شده به دستگاه‌هایی نیاز داریم که «سانتریفیوژ» نام دارد. سانتریفیوژ دستگاهی استوانه‌ای شکل است که با سرعت بسیار پیرامون محور خود می‌چرخد. هنگامی که گاز هگزا فلوئورید اورانیوم به درون این سیلندر تزریق شود، نیروی گریز از مرکز ناشی از چرخش آن باعث می‌شود که مولکول‌های سبکتری که حاوی اورانیوم ۲۳۵ است در مرکز سیلندر متمرکز شوند و مولکول‌های سنگین‌تری که حاوی اورانیوم ۲۳۸ هستند در پایین سیلندر انباشته شوند.
اورانیوم ۲۳۵ غنی شده‌ای که از این طریق بدست می‌آید سپس به داخل سانتریفیوژ دیگری دمیده می‌شود تا درجه خلوص آن باز هم بالا‌تر رود. این عمل بار‌ها و بار‌ها توسط سانتریفیوژهای متعددی که بطور سری به یکدیگر متصل می‌شوند تکرار می‌شود تا جایی که اورانیوم ۲۳۵ با درصد خلوص مورد نیاز بدست آید. آنچه که پس از جدا سازی اورانیوم ۲۳۵ باقی می‌ماند به نام اورانیوم خالی یا فقیر شده شناخته می‌شود که اساسا از اورانیوم ۲۳۸ تشکیل یافته است.
برای ایجاد کارخانه صنعتی غنی‌سازی اورانیوم باید ۵۴ هزار ماشین سانتریفیوژ باشد. در مهرماه ۱۳۸۲ بر پایه توافق‌نامه سعدآباد، تهران متعهد شد که غنی‌سازی اورانیوم را به حالت تعلیق در بیاورد و به رغم اینکه بیش از ۱۰۰ماشین سانتریفیوژ در نطنز وجود داشت، ولی صرفا ۱۰ ماشین سانتریفیوژ به هم متصل و روی آن‌ها تست انجام و اورانیوم تا ۱.۲ درصد غنی شده بود.
اما ایران در اسفند سال ۱۳۸۴ اعلام کرد که فرآیند تحقیق و توسعه هسته‌ای را در نطنز آغاز خواهد کرد. این فرایند در نطنز دو مرحله دارد؛ مرحله نخست، نصب ماشین‌های سانتریفیوژ جدید برای اینکه تعداد ماشین‌های سانتریفیوژ آماده به کار در نطنز به ۱۶۴ برسد و مرحله دوم تست این ماشین‌ها یعنی انجام عملیات غنی‌سازی با تزریق گاز هگزافلوراید اورانیوم است. ایران هم اکنون توانسته مجموعه ۱۶۴ تایی از ماشین‌های سانتریفیوژ را به هم متصل کند و با تزریق گاز روی آن‌ها تست انجام دهد و اورانیوم را تا مقدار ۴.۸ درصد برای تهیه سوخت نیروگاه‌های آب سبک غنی کند. برای تبدیل نطنز به یک موقعیت صنعتی، صرفا به عملیاتی به نام «باز تولید» reproduction نیاز داریم که مجموعه‌های ۱۶۴ تایی سانتریفیوژ را باز‌تولید کرده و کنار هم بگذاریم تا تعداد آن‌ها به بیش از ۵۰ هزار برسد و یک کارخانه صنعتی داشته باشیم.
دستیابی کشورمان به چرخه کامل سوخت هسته‌ای، حکایت از آن دارد که ایران توانسته است از مرحله استخراج سنگ اورانیوم، تبدیل سنگ به کیک زرد، تبدیل کیک زرد به هگزافلوراید اورانیوم یا همان UF۶، انجام عملیات غنی‌سازی روی UF۶ و خالی کردن فلئور آن و تهیه اکسید اورانیوم غنی شده، تبدیل اکسید اورانیوم غنی شده به قرص‌هایی با عرض هشت دهم و طول یک سانتی‌متر که این قرص در درون غلاف زیرکونیوم قرار می‌گیرد و میله‌های سوخت را تشکیل می‌دهد با موفقیت به پایان رساند و با موفقیت چشمگیری و به رغم تحریم‌ها و محدودیت‌های بین المللی به جمع اعضای باشگاه هسته‌ای جهان پیوست و در غنی‌سازی در جایگاه دهم یا یازدهم قرار گرفت. علاوه بر بومی بودن تمامی مراحل غنی‌سازی دستگاه‌های سانتریفیوژ توسط متخصصان کشورمان ساخته می‌شوند؛ این سانتریفیوژهای حدودا یک متر و هشتاد سانتی‌متر ارتفاع دارد و از ۲۰۰ قطعه تشکیل شده که ۹۴ قطعه آن بسیار حساس و دارای فن‌آوری بالایی است.
سو و اندازه برنامه غنی‌سازی کشورهای دارای برنامه غنی‌سازی
«سو» (Seperative Work Unit)، در واقع «ضریب جداسازی» و به عبارت بهتر، میزان سرعت و توان جداسازی سالانه اورانیوم ۲۳۵ از اورانیوم ۲۳۸ است که تولید آن برحسب کیلوگرم بیان می‌شود؛ برای نمونه، سایت نطنز که ۲۸۸زنجیره غنی‌سازی دارد با ماشین‌های سانتریفیوژ فعلی که اصطلاحا به مدل «P۱» از او یاد می‌شود و ضریب جداسازی‌اش ۱/۲۵ تا ۱/۷۵ است (منابع فنی خارجی ضریب جداسازی سانتریفیوژهای نسل اول ایران را ۰.۸ تا ۱.۲ می‌دانند) که در سال این زنجیره تقریبا ۱۱۷۰۰کیلوگرم UF۶ تولید می‌کند.
در واقع ۱۰هزار ماشین فعال سانتریفیوژ جمهوری اسلامی ایران ۱۰هزارسو ضریب جداسازی سالانه دارد و اگر ۱۹هزار ماشین سانتریفیوژ فعال شود با توجه به اینکه ۱۰۰۰ سانتریفیوژ ما از نسل دوم و اصطلاحا «P۲» است قدرت و ضریب جداسازی ما بسیار بیشتر افزایش می‌یابد.
منابع آگاه گفته‌اند که جمهوری اسلامی ایران در مذاکرات تأکید کرده، اصراری به افزایش سایت‌های دیگر ندارد، در واقع همان گونه که علی اکبرصالحی، رئیس سازمان انرژی اتمی بار‌ها اعلام کرده ایران به دنبال نطنز دوم و فردو دوم نیست، بلکه در تلاش است زیرساخت‌های خود را با استاندارد و کیفیت بهتر فعال کند و با بهره‌گیری از سانتریفیوژهای جدید‌تر کیفیت و میزان غنی‌سازی خود را افزایش دهد تا در مجموع بتواند در یک افق چندساله ۱۹۰ هزار سو (SWU) غنی‌سازی لازم برای تأمین سوخت راکتورهای خود انجام دهد.
بر پایه اطلاعات به دست آمده یک نیروگاه ۱۰۰۰مگاواتی ۲۷تا۳۰تن در سال به سوخت نیاز دارد که اگر جمهوری اسلامی ایران بخواهد از سانتریفیوژهایی با سو بیشتر بهره بگیرد، هم سرعت و هم کیفیت سوخت‌اش بیشتر و بهتر می‌شود.
همچنین ماشین‌های نسل جدید که جدید‌ترین ماشین‌های سانتریفیوژ هستند، از ظرفیت ۲۴ سو برخوردارند که در صورت استفاده کامل از این ماشین‌ها به حدود ۸۰۰۰ ماشین جدید نیاز داریم؛ البته این در صورتی است که نیازمندی جمهوری اسلامی ایران به ۱۹۰هزارسو برای یک سال باشد، در حالی که به نظر می‌رسد ایران برای یک افق چندساله نیازمند ۱۹۰ هزار سو است و در این صورت میزان و تعداد سانتریفیوژ‌ها می‌تواند کمتر از ۸۰۰۰باشد.
همان گونه که در جداول پایین می‌بینید، ایالات متحده آمریکا با سانتریفیوژهای ۲۰۰ تا ۳۵۰ سو و سه کشور انگلیس، هلند و آلمان با تاسیس شرکت Urenco سانتریفیوژهای ۴۰ سو دارند و در صورتی که جمهوری اسلامی ایران، سانتریفیوژهای ۲۰ یا ۲۴ سو خود را که توسط متخصصان داخلی طراحی و ساخته شده و کاملا بومی است در سایت‌های نطنز و فردو فعال کند، سانتریفیوژهایش در رده چهارم در جهان قرار می‌گیرد، در حالی که هنوز روسیه از سانتریفیوژهای ۲.۴ سو استفاده می‌کند.
به گزارش «تابناک»، وب‌سایت «امید هسته‌ای» در مطلبی برای علاقه‌مندان به بررسی فنی نیاز اعلام شده از سوی مقامات ایرانی پرداخته است. در این مطلب، مفهوم غنی‌سازی با سانتریفیوژ توضیح داده شده و برنامه‌های غنی‌سازی کشور‌هایی که برنامه غنی‌سازی دارند و ظرفیت موجود غنی‌سازی آن‌ها مرور شده است.
غنی‌سازی چیست؟
غنی‌سازی در دانش هسته‌ای یعنی تولید اورانیومی که دارای درصد بالایی از ایزوتوپ U۲۳۵ باشد. اورانیوم مورد استفاده در راکتورهای اتمی باید به حدی غنی شود که حاوی ۲ تا ۳ درصد اورانیوم ۲۳۵ باشد، در حالی که اورانیومی که در ساخت بمب اتمی به کار می‌رود، باید دست‌کم حاوی ۹۰ درصد اورانیوم ۲۳۵ باشد. برای به دست آوردن اورانیوم غنی شده به دستگاه‌هایی نیاز داریم که «سانتریفیوژ» نام دارد. سانتریفیوژ دستگاهی استوانه‌ای شکل است که با سرعت بسیار پیرامون محور خود می‌چرخد. هنگامی که گاز هگزا فلوئورید اورانیوم به درون این سیلندر تزریق شود، نیروی گریز از مرکز ناشی از چرخش آن باعث می‌شود که مولکول‌های سبکتری که حاوی اورانیوم ۲۳۵ است در مرکز سیلندر متمرکز شوند و مولکول‌های سنگین‌تری که حاوی اورانیوم ۲۳۸ هستند در پایین سیلندر انباشته شوند.
اورانیوم ۲۳۵ غنی شده‌ای که از این طریق بدست می‌آید سپس به داخل سانتریفیوژ دیگری دمیده می‌شود تا درجه خلوص آن باز هم بالا‌تر رود. این عمل بار‌ها و بار‌ها توسط سانتریفیوژهای متعددی که بطور سری به یکدیگر متصل می‌شوند تکرار می‌شود تا جایی که اورانیوم ۲۳۵ با درصد خلوص مورد نیاز بدست آید. آنچه که پس از جدا سازی اورانیوم ۲۳۵ باقی می‌ماند به نام اورانیوم خالی یا فقیر شده شناخته می‌شود که اساسا از اورانیوم ۲۳۸ تشکیل یافته است.
برای ایجاد کارخانه صنعتی غنی‌سازی اورانیوم باید ۵۴ هزار ماشین سانتریفیوژ باشد. در مهرماه ۱۳۸۲ بر پایه توافق‌نامه سعدآباد، تهران متعهد شد که غنی‌سازی اورانیوم را به حالت تعلیق در بیاورد و به رغم اینکه بیش از ۱۰۰ماشین سانتریفیوژ در نطنز وجود داشت، ولی صرفا ۱۰ ماشین سانتریفیوژ به هم متصل و روی آن‌ها تست انجام و اورانیوم تا ۱.۲ درصد غنی شده بود.
اما ایران در اسفند سال ۱۳۸۴ اعلام کرد که فرآیند تحقیق و توسعه هسته‌ای را در نطنز آغاز خواهد کرد. این فرایند در نطنز دو مرحله دارد؛ مرحله نخست، نصب ماشین‌های سانتریفیوژ جدید برای اینکه تعداد ماشین‌های سانتریفیوژ آماده به کار در نطنز به ۱۶۴ برسد و مرحله دوم تست این ماشین‌ها یعنی انجام عملیات غنی‌سازی با تزریق گاز هگزافلوراید اورانیوم است. ایران هم اکنون توانسته مجموعه ۱۶۴ تایی از ماشین‌های سانتریفیوژ را به هم متصل کند و با تزریق گاز روی آن‌ها تست انجام دهد و اورانیوم را تا مقدار ۴.۸ درصد برای تهیه سوخت نیروگاه‌های آب سبک غنی کند. برای تبدیل نطنز به یک موقعیت صنعتی، صرفا به عملیاتی به نام «باز تولید» reproduction نیاز داریم که مجموعه‌های ۱۶۴ تایی سانتریفیوژ را باز‌تولید کرده و کنار هم بگذاریم تا تعداد آن‌ها به بیش از ۵۰ هزار برسد و یک کارخانه صنعتی داشته باشیم.
دستیابی کشورمان به چرخه کامل سوخت هسته‌ای، حکایت از آن دارد که ایران توانسته است از مرحله استخراج سنگ اورانیوم، تبدیل سنگ به کیک زرد، تبدیل کیک زرد به هگزافلوراید اورانیوم یا همان UF۶، انجام عملیات غنی‌سازی روی UF۶ و خالی کردن فلئور آن و تهیه اکسید اورانیوم غنی شده، تبدیل اکسید اورانیوم غنی شده به قرص‌هایی با عرض هشت دهم و طول یک سانتی‌متر که این قرص در درون غلاف زیرکونیوم قرار می‌گیرد و میله‌های سوخت را تشکیل می‌دهد با موفقیت به پایان رساند و با موفقیت چشمگیری و به رغم تحریم‌ها و محدودیت‌های بین المللی به جمع اعضای باشگاه هسته‌ای جهان پیوست و در غنی‌سازی در جایگاه دهم یا یازدهم قرار گرفت. علاوه بر بومی بودن تمامی مراحل غنی‌سازی دستگاه‌های سانتریفیوژ توسط متخصصان کشورمان ساخته می‌شوند؛ این سانتریفیوژهای حدودا یک متر و هشتاد سانتی‌متر ارتفاع دارد و از ۲۰۰ قطعه تشکیل شده که ۹۴ قطعه آن بسیار حساس و دارای فن‌آوری بالایی است.
سو و اندازه برنامه غنی‌سازی کشورهای دارای برنامه غنی‌سازی
«سو» (Seperative Work Unit)، در واقع «ضریب جداسازی» و به عبارت بهتر، میزان سرعت و توان جداسازی سالانه اورانیوم ۲۳۵ از اورانیوم ۲۳۸ است که تولید آن برحسب کیلوگرم بیان می‌شود؛ برای نمونه، سایت نطنز که ۲۸۸زنجیره غنی‌سازی دارد با ماشین‌های سانتریفیوژ فعلی که اصطلاحا به مدل «P۱» از او یاد می‌شود و ضریب جداسازی‌اش ۱/۲۵ تا ۱/۷۵ است (منابع فنی خارجی ضریب جداسازی سانتریفیوژهای نسل اول ایران را ۰.۸ تا ۱.۲ می‌دانند) که در سال این زنجیره تقریبا ۱۱۷۰۰کیلوگرم UF۶ تولید می‌کند.
در واقع ۱۰هزار ماشین فعال سانتریفیوژ جمهوری اسلامی ایران ۱۰هزارسو ضریب جداسازی سالانه دارد و اگر ۱۹هزار ماشین سانتریفیوژ فعال شود با توجه به اینکه ۱۰۰۰ سانتریفیوژ ما از نسل دوم و اصطلاحا «P۲» است قدرت و ضریب جداسازی ما بسیار بیشتر افزایش می‌یابد.
منابع آگاه گفته‌اند که جمهوری اسلامی ایران در مذاکرات تأکید کرده، اصراری به افزایش سایت‌های دیگر ندارد، در واقع همان گونه که علی اکبرصالحی، رئیس سازمان انرژی اتمی بار‌ها اعلام کرده ایران به دنبال نطنز دوم و فردو دوم نیست، بلکه در تلاش است زیرساخت‌های خود را با استاندارد و کیفیت بهتر فعال کند و با بهره‌گیری از سانتریفیوژهای جدید‌تر کیفیت و میزان غنی‌سازی خود را افزایش دهد تا در مجموع بتواند در یک افق چندساله ۱۹۰ هزار سو (SWU) غنی‌سازی لازم برای تأمین سوخت راکتورهای خود انجام دهد.
بر پایه اطلاعات به دست آمده یک نیروگاه ۱۰۰۰مگاواتی ۲۷تا۳۰تن در سال به سوخت نیاز دارد که اگر جمهوری اسلامی ایران بخواهد از سانتریفیوژهایی با سو بیشتر بهره بگیرد، هم سرعت و هم کیفیت سوخت‌اش بیشتر و بهتر می‌شود.
همچنین ماشین‌های نسل جدید که جدید‌ترین ماشین‌های سانتریفیوژ هستند، از ظرفیت ۲۴ سو برخوردارند که در صورت استفاده کامل از این ماشین‌ها به حدود ۸۰۰۰ ماشین جدید نیاز داریم؛ البته این در صورتی است که نیازمندی جمهوری اسلامی ایران به ۱۹۰هزارسو برای یک سال باشد، در حالی که به نظر می‌رسد ایران برای یک افق چندساله نیازمند ۱۹۰ هزار سو است و در این صورت میزان و تعداد سانتریفیوژ‌ها می‌تواند کمتر از ۸۰۰۰باشد.
همان گونه که در جداول پایین می‌بینید، ایالات متحده آمریکا با سانتریفیوژهای ۲۰۰ تا ۳۵۰ سو و سه کشور انگلیس، هلند و آلمان با تاسیس شرکت Urenco سانتریفیوژهای ۴۰ سو دارند و در صورتی که جمهوری اسلامی ایران، سانتریفیوژهای ۲۰ یا ۲۴ سو خود را که توسط متخصصان داخلی طراحی و ساخته شده و کاملا بومی است در سایت‌های نطنز و فردو فعال کند، سانتریفیوژهایش در رده چهارم در جهان قرار می‌گیرد، در حالی که هنوز روسیه از سانتریفیوژهای ۲.۴ سو استفاده می‌کند.
غیر قابل انتشار: ۰
در انتظار بررسی: ۴۱
انتشار یافته: ۱
عالی بود. مرسی