کلیات
غنی سازی اورانیوم یک فرآیند اصلاحی برای ایزوتوپهای اورانیوم از یکدیگر است که در چرخه مجموعه از فعالیت های صنعتی صورت می گیرد تا در نهایت انرژی هسته ای مورد نیاز برای مصارف مختلف را در اختیار انسان ها قرار دهد؛ چرخه ای که به دلیل سهولت در رسیدن به بعد نظامی و تسلیحاتی از سوی مجامع جهانی با حساسیت زیادی رصد می شود.
فرایند غنی سازی اورانیوم
اورانیوم طبیعی دارای سه نوع ایزوتوپ به نامهای اورانیوم ۲۳۴ و اورانیوم ۲۳۵ و در نهایت اورانیوم ۲۳۸ است، که به ترتیب دارای ۰۰۵۸/۰ و ۷۱۱ /۰ و نیز ۲۸/ ۹۹ درصد وزنی میباشد. اورانیوم ۲۳۵ برخلاف اورانیوم ۲۳۸ شکافت پذیر بوده و میتواند در واکنش زنجیرهای هستهای بکار گرفته شود.
واحدهای هستهای قدرت که با آب سبک کار میکنند معمولا با ۲ تا ۵ درصد اورانیوم ۲۳۵ مشغول به بهره برداری میباشند. در یک راکتور معمولا ۳ غنای مقاومت برای یکسان نمودن شار نوترون و نیز تولید حرارت و انرژی یکنواخت، بطور همزمان استفاده خواهد گردید. بطوریکه در هنگام سوخت گذاری در حین کارکرد راکتور، سوخت با غنای بیشتر در طرف بیرونی مجموعههای سوخت قلب راکتور قرار میگیرد و پس از حدود ۱۲ تا ۱۸ ماه، سوخت گیری بعدی انجام شده و با قرار دادن اورانیوم تازه مجموعة مصرف شده را از مرکز قلب راکتور خارج نموده و سوخت جدید از محیط بیرونی به وسط و سوخت با غنای متوسط جای سوخت با غنای کمتر را اشغال خواهد نمود.
به هرحال قبل از استفادة سوخت در راکتور، اورانیوم مربوطه باید با فرآیند غنی سازی اصلاح شود. فرآیند افزایش درصد ایزوتوپ ۲۳۵ در محصول را غنی سازی اورانیوم مینامند. تاریخ غنی سازی از جنگ جهانی دوم آغاز میشود و در آن زمان از اورانیوم غنی شده بیش از ۹۰ % برای ساخت سلاح اتمی استفاده میگردید. فرآیندهای مختلفی جهت غنی سازی بکار میرود.
اگر بخواهیم از اورانیوم طبیعی که درصد بیشتری از ایزوتوپ ۲۳۸ را دارد در رآکتورها استفاده نماییم، پس از تولید دیاکسید اورانیوم آنرا برای تهیهٔ میلههای سوخت به قسمت مربوطه منتقل مینمایند و در غیر اینصورت چنانچه هدف، بهکارگیری اورانیوم غنی شده باشد، میبایست درصد ایزوتوپ ۲۳۵ در سوخت بالا رود.

همانگونه که قبلاً ذکر گردید تاریخ غنیسازی اورانیوم از جنگ جهانی دوم آغاز شده است و در آن زمان از اورانیوم با غنای بیش از ۹۰ % برای ساخت سلاح اتمی استفاده میگردید. غنیسازی اورانیوم یک فرآیند اصلاحی برای ایزوتوپهای اورانیوم از یکدیگر است. همان طور که گفته شد، اورانیوم طبیعی دارای سه نوع ایزوتوپ به نامهای اورانیوم ۲۳۴ و اورانیوم ۲۳۵ و در نهایت اورانیوم ۲۳۸ است، که به ترتیب دارای ۰۰۵۸/۰ و ۷۱۱ /۰ و نیز ۲۸/ ۹۹ درصد وزنی در مخلوط میباشد.
برای غنیسازی اورانیوم، شرط اصلی این است که، مادة اورانیوم بهصورت گازی شکل درآید و، چون تنها ماده مفیدی که میتواند با واکنش با اورانیوم بهصورت گاز درآید، فلوئور میباشد، بنابراین در ترکیب با انواع ایزوتوپهای اورانیوم به صورت هگزا فلوئورید اورانیوم، ظاهر شده و با توجه به تک بودن ایزوتوپ فلوئور، در ترکیب با ایزوتوپهای متفاوت اورانیوم، وزن یکسانی را به آنها اضافه مینماید و بدینسان قابلیت استفاده در دستگاه سانتریفوژ را نیز پیدا میکند؛ بنابراین دلیل اصلی استفاده از ترکیب UF۶ برای فرآیند غنیسازی اورانیوم تک بودن ایزوتوپ فلوئور است.
فرآیندهای موجود و معروف در غنی سازی اورانیوم شامل الکترومغناطیس، پخش گازی، شیمیایی، فتوشیمیایی و سانتریفوژ میبا شد.
هر کشوری بنا به موقعیت خود از لحاظ تکنولوژی و صنعت مربوطه و دست یابی به امکانات لازم، روش خاص خود را بر گزیده است، لذا برآورد اقتصادی و مقایسة روشهای مختلف کمی دشوار به نظر میرسد.
آبشار (Cascade)
در اغلب فر آیندها در هر مرحله از جداسازی تفاوت بسیار ناچیزی در ترکیب درصد ایزوتوپ در محصول بـدست میآید؛ لذا بدیهی است جهت اصول نتیجة مناسب و دلخواه باید مراحل زیادی بصورت سری که آبشار نامیده میشود صورت گیرد. حتی این مراحل برای غنای کم مثل ۴ درصد در فرآیند پخش گازی ۱۲۰۰ مرحله را شامل میشود.
آبشار ایده آل
در کارخانجات غنی سازی اورانیوم، معمولا از جریان مخالف برای فرآیند استفاده میشود. بدین صورت که پسماند هر مرحله به مرحلة پایینتر انتقال داده میشود. این روش باعث افزایش بازده و هزینة کمتر جداسازی خواهد گردید. چنانچه تولید هر مرحله به مرحلة بعدی و پسماند به مرحلة قبلی منتقل شود یک آبشار با جهت مخالف قرینه نام دارد. حال آنکه اگر محصول هر مرحله به چند مرحلة بعدی و پسماند به چند مرحلة قبلی انتقال یابد، این آبشار را پرشی مینامند. در آبشار ایده آل مواد با درصد مختلف با یکدیگر مخلوط نخواهند شد و، چون عملا این کار ممکن نیست، لذا آبشار ایده آل به مفهوم واقعی خود وجود نخواهد داشت.
علت غنی سازی اورانیوم
در طیّ هر شکافت حرارتی ۴۳/۲ نوترون ایجاد خواهد شد که اگر یکی از این نوترونها برای شکافت بعدی به کار برده شود ۴۳/۱ نوترون باقی میماند که باید در راکتورهای هستهای از محیط حذف شود. اما نکتهای که حائز اهمیت است این میباشد که نوترونهای تولید شده در اثر شکافت هستهای، دارای انرژی متفاوتی بوده و متوسط انرژی آنها Mev ۲ (۲ مگا الکترون ولت [هر الکترون ولت معادل ۱۹-۱۰×۶/۱ ژول انرژی]) است حال آنکه اورانیوم ۲۳۵ با نوترونهایی واکنش میدهد که انرژی آنها بسیار پایینتر از این مقدار یعنی حدود ۲۵ هزارم الکترون ولت و سرعت آنها ۲۲۰۰ متر بر ثانیه باشد و از آنجایی که سوخت عمده راکتورهای هستهای از نوع اورانیوم است، بنابراین باید انرژی نوترونها کاهش پیدا نماید...
نوترونهای تولیدی در راکتور، پس از آزاد شدن، به مواد اطراف سوخت برخورد نموده و انرژی آنها در اثر این برخوردها کاهش پیدا خواهد نمود و چنانچه پس از کاهش انرژی، به هسته شکافت پذیر (اورانیوم ۲۳۵) برخورد نماید، جذب آن شده و باعث میشود تا شکافت هستهای بعدی رقم بخورد. البته در این مرحله ممکن است نوترون توسط سایر عناصر موجود در راکتور جذب شده و از چرخه واکنش حذف گردد.
چنانچه مواد اطراف سوخت را عناصر سبک تشکیل داده باشد، در نتیجهٔ برخورد نوترون با آن مواد، انرژی بیشتری از دست میرود که بهترین و در دسترسترین مواد برای راکتورهای حرارتی، آب معمولی (H۲O) و آب سنگین (D۲O) است.
اگر از آب معمولی تقطیر شده در اطراف میلههای سوخت راکتور هستهای استفاده شده باشد، نوترونهای تولید شده پس از ۱۹ بار برخورد میتوانند به انرژی حرارتی برسند و این مقدار برای آب سنگین ۳۵ مرتبه خواهد بود، اما درعین حال آب معمولی به مقدار زیادی نسبت به آب سنگین نوترون را جذب مینماید که این کار از انجام واکنشهای بعدی خواهد کاست و، چون تنها ایزوتوپهای ۲۳۵ اورانیوم قادرند تا با نوترون حرارتی واکنش دهند بنابراین جذب نوترون باعث میشود تا مقدار واکنش بعدی کاهش یافته و راکتور به سمت خاموشی پیش رود.

برای این منظور باید میزان ایزوتوپ ۲۳۵ در سوخت هستهای بالا رود تا نوترون حرارتی قبل از جذب شدن توسط آب، با آن برخورد کرده و واکنش هستهای انجام پذیرد. در نتیجه نیاز به غنیسازی اورانیوم میباشد. اما چون درصد جذب نوترون توسط آب سنگین بسیار کمتر از آب معمولی است بنابراین چنانچه بخواهیم از اورانیوم معمولی در راکتور استفاده کنیم در نتیجه باید اطراف میلههای سوخت، از آب سنگین انباشته شود تا ضمن کند کردن سرعت نوترونها و بدون جذب کردن آن، امکان برخورد و جذب نوترونهای حرارتی توسط اورانیوم ۲۳۵ مهیا گردد.
آب معمولی دارای قدرت کاهش انرژی زیاد و قدرت کند کنندگی خوبی است، ولی به علّت اینکه جذب نوترون بیشتری انجام میدهد در مقایسه با سایر کند کنندهها دارای نسبت کند کنندگی پایینی میباشد، اما فراوانی و ارزان بودن آن باعث شده تا استفاده از آنرا توجیه نماید. در عوض کیفیت کند کنندگی بالای آب سنگین و عدم جذب زیاد نوترون توسط آن با قیمت فوقالعاده این ماده خنثی میشود.
با توجه به موارد ذکر شده نمیتوان از اورانیوم طبیعی که دارای مقدار کمی ۲۳۵ است در راکتوری استفاده نمود که اطراف میلههای سوخت آن، از آب معمولی به عنوان کند کننده استفاده شده است.
بهطور خلاصه برای ایجاد واکنش زنجیرهای هستهای در راکتورها باید شرایطی را فراهم نمود تا از بین نوترونهای بوجود آمده در هر واکنش، ضمن کاهش سرعت و انرژی آنها تنها یک نوترون قادر به انجام واکنش بعدی باشد. پس چنانچه از اورانیوم طبیعی استفاده شود کند کننده را آب سنگین انتخاب مینمایند و چنانچه هدف بهکارگیری آب معمولی است، بنابراین اورانیوم غنیشده استفاده خواهد گردید. در هر دو صورت قیمت تمام شده یکسان خواهد شد. همچنین نوع راکتور و هزینه آن، بستگی به امکانات و تکنولوژی کشور استفاده کننده دارد.
راکتورهای آب سنگین
راکتورهای آب سنگین ۳ تفاوت اصلی با راکتورهای آب سبک دارد که در ادامه به آنها اشاره می شود.
۱- راکتورهای آب سنگین از اورانیوم خام به عنوان سوخت مورد نیاز خود استفاده میکند در حالی که سوخت راکتورهای آب سبک اورانیوم غنی شده است. هر چه ابعاد راکتور کوچکتر و قدرت آن بالاتر باشد، به اورانیوم با غنای بیشتری نیاز دارد. راکتور آب سبک ایران در تهران اورانیوم با غنای ۲۰ درصد و راکتور قدرت آب سبک ساخته شده در بوشهر اورانیوم با غنای ۵ درصد مصرف میکند؛ اما به عنوان نمونه راکتورهایی که در زیردریاییها مورد استفاده قرار میگیرد (به دلیل ابعاد بسیار کوچک خود) از اورانیوم با غنای بالای ۶۰ درصد استفاده میکند؛ بنابراین راکتورهای آب سنگین از آنجا که نیاز به فرآیند غنی سازی برای تولید سوخت آنها وجود ندارد، به لحاظ اقتصادی به صرفهتر است.
۲- راکتورهای آب سبک توسط آب معمولی خنک میشود، اما راکتورهای آب سنگین توسط آب سنگین خنک میشود. آب سنگین، همان آب معمولی است که در هسته اتم هیدروژن آن یک نوترون قرار دارد و به عبارت دیگر، به جای هیدروژن معمولی از یکی از ایزوتوپهای سنگینتر آن به نام دوتریوم تشکیل شده است. ویژگی آب سنگین این است که ظرفیت گرمایی بسیار بالاتری نسبت به آب سبک دارد و در واحد حجم، گرمای بیشتری را جذب میکند و در نتیجه توان خنک کنندگی آن بالاتر است.
۳- سوخت مصرف شده راکتورهای آب سبک دارای مقدار کمی پلوتونیوم است، اما سوخت مصرف شده راکتورهای آب سنگین حاوی مقدار زیادی پلوتونیوم است که میتواند پس از طی عملیات بازفرآوری جداسازی شده و در پروژه تسلیحاتی یا غیر آن مصرف شود.
آمریکا در واکنش به گزارش جدید مدیرکل آژانس بین المللی انرژی اتمی گفته است که «تولید اورانیوم غنی شده با خلوص ۶۰ درصد ایران هیچ هدف صلح آمیز معتبری ندارد».
کد خبر: ۱۱۹۱۷۱۹ تاریخ انتشار : ۱۴۰۲/۰۶/۱۶
یک مقام ارشد صهیونیستی گفته است که حمایت تل آویو از خواسته عربستان برای غنی سازی اورانیوم دور از ذهن نیست.
کد خبر: ۱۱۸۵۷۵۰ تاریخ انتشار : ۱۴۰۲/۰۵/۱۰
ما برنامه ساخت پیشران های هسته ای را داریم، منظورم از پیشران، زیردریایی های هسته ای است، زیردریایی هایی که رانش آنها توسط راکتور هسته ای صورت می گیرد. این موضوع در دستور کار ما در برنامه آینده وجود دارد و توانمندی اش راهم در کشور داریم.
کد خبر: ۱۱۶۴۷۷۹ تاریخ انتشار : ۱۴۰۱/۱۲/۰۱
آژانس بینالمللی انرژی اتمی به انتشار گزارش یک رسانه آمریکایی درباره کشف اورانیوم غنی شده با خلوص بیش از ۸۰ درصد در ایران واکنش نشان داد.
کد خبر: ۱۱۶۴۶۵۳ تاریخ انتشار : ۱۴۰۱/۱۲/۰۱
سخنگوی وزارت خارجه آمریکا در هراس از غنی سازی ۶۰ درصدی ایران، آن را "تحریک آمیز" خواند و مدعی شد، اقدامات هسته ای ایران، هیچ اهرم بیشتری برای تهران ایجاد نمی کند.
کد خبر: ۱۱۵۳۶۶۶ تاریخ انتشار : ۱۴۰۱/۰۹/۱۶
معاون وزیر خارجه فعالیت غنی سازی سطح بالا را کاملا در چارچوب منشور آژانس انرژی هستهای ملل متحد و حقوق ایران دانست.
کد خبر: ۱۱۵۲۱۶۰ تاریخ انتشار : ۱۴۰۱/۰۹/۰۶
صدراعظم آلمان از افزایش غنیسازی اورانیوم در ایران انتقاد کرد.
کد خبر: ۱۱۵۱۹۷۰ تاریخ انتشار : ۱۴۰۱/۰۹/۰۵
رئیس پیشین سازمان انرژی اتمی تاکید کرد: افزایش تولید غنیسازی ۶۰ درصدی اورانیوم با آغاز تولید در فردو نشانگر اقتدار کشور و عزم ایران برای حفظ دستاوردهای هستهای بوده، اما ما برای ساخت راکتورهای تحقیقاتی نیاز به اورانیوم با غنای بالاتری داریم.
کد خبر: ۱۱۵۱۶۱۹ تاریخ انتشار : ۱۴۰۱/۰۹/۰۲
آژانس بین المللی انرژی اتمی در گزارشی اعلام کرد که سومین مجموعه از سه آبشار سانتریفیوژهای پیشرفته IR-6 که اخیراً در سایت غنی سازی سوخت در نطنز نصب شده اند، اکنون وارد جریان شده است.
کد خبر: ۱۱۴۴۵۰۶ تاریخ انتشار : ۱۴۰۱/۰۷/۱۹
نماینده تهران در مجلس گفت: میتوانیم میزان غنی سازی ۶۰ درصد را تبدیل به ۹۳ درصد کنیم که به معنی بمب اتم است. اگرچه ما به دنبال این موضوع نیستیم ولی اگر طرف مقابل دیر بجنبد توانایی این موضوع را داریم. اکنون آنها هستند که به ما نیاز دارند.
کد خبر: ۱۱۳۸۱۶۳ تاریخ انتشار : ۱۴۰۱/۰۶/۱۰
خبرگزاری رویترز به نقل از آژانس بین المللی انرژی اتمی امروز اعلام کرد که ایران با سانتریفیوژهای پیشرفته IR-۶ بیشتری در نطنز غنیسازی می کند.
کد خبر: ۱۱۳۸۱۰۶ تاریخ انتشار : ۱۴۰۱/۰۶/۱۰
رافائل گروسی مدیرکل آژانس بینالمللی انرژی اتمی در مصاحبه با یک شبکه آمریکایی بدون اشاره به اینکه تهران همچنان به تعهدات پادمانی پایبند است، مدعی شد ایران به غنیسازی اورانیوم در سطح بالا ادامه میدهد و سانتریفیوژهای پیشرفته را تولید و از آنها استفاده میکند.
کد خبر: ۱۱۳۱۶۵۴ تاریخ انتشار : ۱۴۰۱/۰۵/۰۴
رافائل گروسی مدیر کل آژانس بین المللی انرژی اتمی گفت که هیچ مدرک و اطلاعاتی درباره پنهانکاری ایران در غنی سازی اورانیوم وجود ندارد.
کد خبر: ۱۰۸۳۴۵۶ تاریخ انتشار : ۱۴۰۰/۰۷/۳۰
نخستوزیر رژیم صهیونیستی با بیان اینکه ایران موضوع اصلی دیدار وی با رئیسجمهور آمریکا است، گفت ایران اکنون به پیشرفتهترین حالت خود در غنیسازی اورانیوم رسیده است.
کد خبر: ۱۰۷۰۸۶۱ تاریخ انتشار : ۱۴۰۰/۰۵/۲۸
در حالی که پاریس به حادثه دو روز پیش در سایت هستهای نطنز که در نتیجه خرابکاری دشمنان روی داده بود واکنشی نشان نداده بود امروز آغاز غنی سازی ۶۰ درصد توسط ایران را محکوم کرد.
کد خبر: ۱۰۴۵۹۱۴ تاریخ انتشار : ۱۴۰۰/۰۱/۲۵
سخنگوی سازمان انرژی اتمی توضیحاتی در خصوص اکتشاف از صنعت هستهای ارائه کرد و با بیان اینکه با کشف ۴ حوزه جدید غیر از مجتمع معدنی استخراج اورانیوم ساغند، کیک زرد بیشتری خواهیم داشت، گفت: اگر چه هدف گذاری ما تولید سالانه صد تن کیک زرد در کشور است، اما همین که در این چند سال توانسته ایم از رقم ۴ تن به ۴۰ تن استخراج اورانیوم برسیم نشان میدهد که جهش خوبی صورت گرفته است. گمان میکنم الان احتمال داشتن ۴ معدن وجود دارد که این معادن جدید کمک خواهد کرد تا وضعیت مواد اولیه مان بهتر شود البته باید منتظر نتیجه نهایی ماند، اما آنچه که نشان داده شده امیدوار کننده است لذا فکر میکنم رسیدن به تولید صد تن کیک زرد برای آینده نزدیک چند ساله شدنی باشد.
کد خبر: ۱۰۴۴۹۵۶ تاریخ انتشار : ۱۴۰۰/۰۱/۲۰
آژانس بینالمللی انرژی اتمی در گزارشی به اعضای خود اعلام کرده که ایران غنیسازی اورانیوم را با سانتریفیوژهای نوع دوم IR-۴ آغاز کرده است.
کد خبر: ۱۰۴۱۳۶۲ تاریخ انتشار : ۱۳۹۹/۱۲/۲۷
آژانس بینالمللی انرژی اتمی در گزارشی شامگاه سهشنبه آغاز روند غنیسازی اورانیوم تا سطح ۲۰ درصد را تأیید کرد.
کد خبر: ۱۰۳۶۵۵۷ تاریخ انتشار : ۱۳۹۹/۱۲/۰۵
فارن پالیسی:
نشریه آمریکایی در تحلیلی نوشت که مسیر دستیابی به یک معامله بهتر با ایران از گذر بازسازی برجام صورت می گیرد.
کد خبر: ۱۰۲۸۱۴۱ تاریخ انتشار : ۱۳۹۹/۱۰/۲۶
مسئول سیاست خارجی اتحادیه اروپا در بیانیهای ضمن ابراز نگرانی از آغاز غنی سازی ۲۰ درصدی ایران، بر حمایت اتحادیه اروپا از توافق هستهای و لزوم بازگشت آمریکا به آن تاکید کرد.
کد خبر: ۱۰۲۷۳۹۸ تاریخ انتشار : ۱۳۹۹/۱۰/۲۳