غنی‌سازی یا ممنوعیت؟ دستیابی ایران به قدرت هسته‌ای
به گزارش خبرنگار گروه سیاسی شبکه خبری ایران ۲۴، برنامه هسته‌ای ایران که از سال ۱۳۲۹ شروع شد، در سال ۱۳۵۳ با تأسیس سازمان انرژی اتمی و قرارداد ساخت نیروگاه بوشهر به مرحله جدی‌تری رسید. ایران در سال ۱۳۳۷ به عضویت آژانس بین‌المللی انرژی اتمی درآمد و در سال ۱۳۴۷ پیمان عدم تکثیر سلاح‌های هسته‌ای (ان‌پی‌تی) را امضا و۲ سال بعد در مجلس تصویب کرد.
مراحل اکتشاف و استخراج در چرخه سوخت هسته‌ای
اولین مرحله از چرخه سوخت هسته‌ای، «اکتشاف و استخراج» است. در آغاز، روش اصلی اکتشاف، ژئوفیزیک هوابُرد است که در آن، هلیکوپتر در شبکه‌های از پیش تعیین شده پرواز کرده و برداشت‌هایی انجام می‌دهد. داده‌های جمع‌آوری شده تحلیل شده و مناطقی که ظرفیت بهره‌برداری از اورانیوم و مواد معدنی مورد نظر را دارند، شناسایی می‌شوند. در مرحله بعد، اکتشاف به سطح تفصیلی‌تری می‌رسد که شامل مطالعات زمین‌شناسی و برداشت‌های میدانی است. در این مرحله، ژئوفیزیک به صورت دستی توسط زمین‌شناسان انجام می‌شود و در نهایت عملیات اکتشافی منجر به تخمین و ارزیابی ذخایر می‌شود.
پس از تخمین ذخایر، نوع، عمق و عیار ماده معدنی تعیین می‌شود و استخراج با دو روش روباز (برای عمق کم) و زیرزمینی (برای عمق زیاد، ۳۰۰ تا ۴۰۰ متر) آغاز می‌شود. در حین استخراج، اکتشاف و شناسایی ذخایر همچنان ادامه دارد. علاوه بر اورانیوم، اکتشاف عناصر نادر خاکی که کاربرد صنعتی گسترده‌ای دارند و منابع آنها اکنون در انحصار چین است نیز انجام می‌شود. ایران به دلیل وجود منابع این عناصر، استخراج و فرآوری آنها را در کنار اورانیوم آغاز کرده است.
فرآیند تولید سوخت اورانیوم در مجتمع فرآوری اورانیوم (UCF)
مجتمع فرآوری اورانیوم (UCF) خوراک اولیه یعنی کیک زرد را دریافت و در مرحلۀ اول با شستشو و انحلال با اسیدها، محصول پودر آمونیم اورانیل کربنات (AUC) را تولید می‌کند. AUC سپس در دمای ۷۰۰ درجه سانتیگراد به دی‌اکسید اورانیوم (UO₂) تبدیل می‌شود. این پودر در دمای ۴۰۰ درجه سانتیگراد و با تزریق گاز HF به تترافلوراید اورانیوم (UF₄) یا نمک سبز تبدیل می‌گردد. در مرحله نهایی، UF₄ در رآکتوری استوانه‌ای با گاز فلوئور (F₂) واکنش می‌دهد و در دمای ۴۰۰ درجه سانتیگراد به گاز هگزافلوراید اورانیوم (UF₆) تبدیل شده که پس از سردسازی جامد شده و به مجتمع غنی‌سازی فرستاده می‌شود.
فرآیند غنی‌سازی اورانیوم با ماشین‌های سانتریفیوژ IR
غنی‌سازی اورانیوم بخش حیاتی صنعت هسته‌ای است که به کمک تکنولوژی مخصوص، می‌توان درصد ایزوتوپ U-۲۳۵ را در اورانیوم افزایش داد. در این فرآیند، اورانیوم طبیعی یا UF₆ ابتدا با حرارت به گاز تبدیل می‌شود و سپس وارد ماشین سانتریفیوژ می‌شود. به دلیل اختلاف وزن ایزوتوپ‌ها، ایزوتوپ سنگین‌تر U-۲۳۸ به کناره‌های سانتریفیوژ رانده شده و ایزوتوپ سبک‌تر U-۲۳۵ در مرکز جمع می‌شود، که منجر به جداسازی و افزایش درصد U-۲۳۵ می‌شود.
فرآیند غنی‌سازی اورانیوم با استفاده از ماشین‌های سانتریفیوژ چندتایی
اورانیوم طبیعی حدود سه دهم درصد ایزوتوپ U-۲۳۵ و ۹۹.۷ درصد U-۲۳۸ دارد که برای کاربرد‌های هسته‌ای مناسب نیست. برای استفاده در رآکتور بوشهر، غنای U-۲۳۵ باید از ۰.۷ درصد اورانیوم استخراج‌شده به ۳.۵ تا ۵ درصد افزایش یابد. این ارتقا با استفاده از ماشین‌های سانتریفیوژ انجام می‌شود که هر ماشین به تنهایی تاثیر کمی دارد، بنابراین چندین ماشین به صورت سری و در زنجیره‌هایی متشکل از ۱۶۴ تا ۱۷۴ ماشین (حدود ۳۰ زنجیره و ۵۱۶۰ ماشین در مجموع) به کار گرفته می‌شوند تا غنای مورد نیاز یعنی ۴ تا ۲۰ درصد برای نیروگاه بوشهر حاصل شود. مجتمع غنی‌سازی نقش اصلی و کلیدی در این فرآیند را ایفا می‌کند.
آخرین مرحله تولید سوخت هسته‌ای تا بهره‌برداری صنعتی و تفاوت رآکتور‌های قدرت و تحقیقاتی
وقتی آخرین مرحله از زنجیره تولید سوخت هسته‌ای انجام می‌شود و پس از آن، سوخت وارد فاز بهره‌برداری صنعتی از چرخه سوخت می‌شود. پودر اورانیوم غنی‌شده پس از ورود به مجتمع سوخت، به صورت قرص فشرده می‌شود که معیار آن رسیدن به چگالی ۱۰.۶ است. پس از تبدیل پودر اورانیوم به قرص، این قرص‌ها داخل غلافی از جنس زیرکونیوم قرار می‌گیرند و به همراه درپوش و فنر، یک تکمیله سوخت را تشکیل می‌دهند. این تکمیله‌های سوخت که توسط شبکه‌های نگهدارنده در کنار هم قرار می‌گیرند، مجتمع سوخت میله‌ای را شکل می‌دهند که در نهایت به قلب رآکتور وارد می‌شود.
فرآیند شکافت هسته‌ای در قلب رآکتور انجام می‌شود که منجر به تولید حرارت بسیار زیاد و پرتو‌های پرقدرت می‌گردد. در مورد رآکتوری مانند رآکتور بوشهر که هدف آن تولید انرژی است، از حرارت حاصل استفاده می‌شود؛ این حرارت به قلب رآکتور منتقل می‌شود. آب موجود در قلب رآکتور مسیر عبوری ندارد و حتی به بخار نیز تبدیل نمی‌شود، به طوری که دمای آن تا ۳۲۰ درجه سانتیگراد بالا می‌رود و در یک مدار بسته جریان دارد. به دلیل فشاری معادل ۱۶۰ بار، آب بخار نمی‌شود. حرارت این آب از طریق مدار واسط به مدار ثانویه منتقل می‌شود؛ در مدار ثانویه بخار سوپرهیت تولید و در نهایت با گردش توربین‌ها، برق تولید شده که این فرایند خصوصیت رآکتور‌های تولید برق است.
رآکتور‌های تحقیقاتی مانند رآکتور تهران و اراک هدفی متفاوت دارند و برای تولید رادیودارو و مصارف درمانی استفاده می‌شوند. در حالی که رآکتور‌های قدرت مولد برق هستند، رآکتور‌های تحقیقاتی برای انجام تحقیقات هسته‌ای پایه، مطالعات کاربردی، تجزیه‌ای و تولید ایزوتوپ‌ها کاربرد دارند.
پیشرفت‌های هسته‌ای ایران، تحریم‌ها را شکست داد
در خصوص این مهم «فریدون عباسی دوانی» رئیس پیشین سازمان انرژی اتمی، روز یکشنبه ۷ اردیبهشت ۱۴۰۴، در گفت‌و‌گو با خبرنگار سیاسی شبکه خبری ایران ۲۴، در پاسخ این پرسش که آیا ایران از حق غنی‌سازی هسته‌ای خود صرف‌نظر می‌کند یا خیر، پاسخ داد: «شما می‌گویید حق؛ وقتی حق است، نباید کنار گذاشته شود. در این خصوص می‌توانم به‌طور قطع بگویم که حق ما طبق معاهده ان‌پی‌تی (NPT) و قوانین آژانس انرژی اتمی، یک حق ماهوی است و باید از آن بهره‌مند باشیم و آژانس نیز باید نظارت کند. ما نباید اقدام خلاف قوانین آژانس را بپذیریم و به ما تکالیف اضافی تحمیل نشود.»
وی درباره اولویت اصلی مذاکرات گفت: «اولویت ما این است که موضوعات مرتبط با ما در آژانس بین‌المللی انرژی اتمی به طور کامل حل شود.»
رئیس پیشین سازمان انرژی اتمی توضیح داد: «یعنی موضوعات ما در آژانس مطرح است و با خصومت‌ها و اختلافات با کشور‌های دیگر متفاوت است. آژانس باید بر اساس فرآیند‌های راستی‌آزمایی خود عمل کند و اگر حتی ابهامی وجود دارد، خودش باید آن را برطرف کند. هیچ کشور دیگری که عضو آژانس نیست نباید وارد این موضوع شود.»
عباسی دوانی افزود: «برای مثال، اگر آمریکایی‌ها یا سه کشور اروپایی ادعایی علیه ما دارند، این مسئله ربطی به آژانس ندارد. آژانس باید بر اساس شواهد و مدارک، موضوع را بررسی کند. وقتی پرونده ما در آژانس عادی باشد، باید از حقوق خود بهره‌مند شویم.»
عضو کمیسیون امنیت ملی و سیاست خارجی مجلس شورای اسلامی درادامه درباره پیشرفت‌ها و دستاوردهای مسیر غنی‌سازی کشور اظهار داشت: «زمانی که ما غنی‌سازی ۲۰ درصد را انجام دادیم و آن را به سوخت هسته‌ای تبدیل کردیم، این یک گام مهم برای کشور بود. زیرا آمریکا که سازنده و تامین‌کننده اولیه این سوخت بود، از زمان پیروزی انقلاب، از تحویل سوخت به ما امتناع کرده بود.»
وی توضیح داد: «ما از آرژانتین یک محموله سوخت دریافت کردیم و سوخت آمریکایی که ۹۰ درصد غنی شده بود را طبق مقررات جدید آژانس، به ۲۰ درصد تبدیل کردیم. آمریکایی‌ها فشار آوردند که آرژانتین نیز سوخت ۲۰ درصد را به ما تحویل ندهد.»
عباسی دوانی افزود: «رآکتور ما با این شرایط نمی‌توانست روشن شود و کار کند و بخشی که امکان استفاده و تولید رادیودارو داشت، از کار افتاد. قیمت رادیودارو پس از این وضعیت پنج برابر شد.»
وی یادآور شد: «دانشمندان و متخصصان ایرانی پیش از تامین سوخت ۲۰ درصد، با غنای پایین‌تر، طراحی جدیدی انجام دادند و سوخت موقتی به صورت میله‌ای تولید کردند و در رآکتور قرار دادند. با اقدام ابتکاری خودمان، رآکتور را راه‌اندازی کردیم و قیمت رادیودارو به قیمت جهانی بازگشت.»
رئیس پیشین سازمان انرژی اتمی در ادامه تأکید کرد: «وقتی این سوخت تحریم شد و خودمان آن را ساختیم، این یک دستاورد بزرگ در کشور بود. این سندی است برای اینکه ایران باید غنی‌سازی را تا بالاترین سطح توانایی در داخل کشور انجام دهد.»
عباسی دوانی خاطرنشان کرد: «غنی‌سازی تا هر درجه‌ای که مد نظر باشد، در کشور می‌تواند تحت نظارت آژانس بین المللی انرژی اتمی انجام شود و ما نباید هیچ شرط دیگری غیر از این را بپذیریم.»
