گزارش: چگونه در نطنز اورانیوم را غنی می‌کنند

   آشنایی با چگونگی تولید و مونتاژ ماشین‌های سانتریفیوژ و دستیابی به دانش فنی غنی سازی در مقیاس صنعتی که مرحله مهم و نهایی آن در نطنز انجام می شود، دارای اهمیت بسیار بالایی است که نشان دهنده توانایی متخصصان کشورمان می‌باشد.

   به گزارش خبرگزاری فارس، دانش تولید و بهره برداری از سوخت هسته‌ای یکی از پیچیده‌ترین و پیشرفته‌ترین فن‌آوری های فوق مدرن است. چرخه سوخت هسته‌ای که از معدن آغاز و به نیروگاه ختم می‌شود شامل چند مرحله است که هر مرحله آن دارای پیچیدگی‌های خاص خود بوده و لازمه طی آنها ایجاد توانمندی و به فعل در آوردن دانش و استعداد، همزمان با تسلط بر فرآیندهای صنعتی این فن‌آوری است.

یکی از مهمترین حلقه‌های چرخه سوخت هسته‌ای، غنی سازی اورانیوم می‌باشد. اورانیوم موجود در طبیعت دارای سه ایزوتوپ طبیعی 234 (به میزان 006/0 درصد وزنی)، 235 (به میزان 71/0 درصد وزنی) و 238 (به میزان 284/99 درصد وزنی) می‌باشد که از این میان ایزوتوپ‌ 235 در شرایط خاص به آسانی شکافته می‌شود و انرژی زیادی آزاد می‌کند. اما چون مقدار طبیعی آن پائین است و در حدود 71/0 درصد می‌باشد، برای تولید انرژی باید طی فرآیند غنی سازی مقدار آن به 3 تا 4 درصد افزایش یابد. فرایند افزایش مقدار درصد ایزوتوپ 235 را غنی سازی اوانیوم می‌نامند.

در حال حاضر تنها مرکز غنی سازی در کشور، تاسیسات غنی سازی نطنز می‌باشد که پروژه ساخت این تاسیسات در جنوب شرق کاشان در حاشیه کویر، در حال انجام است.

در ابتدا علاوه بر ناشناخته بودن فن آوری غنی سازی اورانیوم به لحاظ علمی، فنی و تجربی، عدم دسترسی به ابزارهای صنعتی مورد نیاز نیز از مشکلات بزرگ فرار روی محسوب می‌شد. عدم امکان ورود ماشینهای سانتریفیوژ به کشور و عدم دسترسی به فن‌آوری ساخت آنها معضل بزرگی بود که به دست فرزندان غیور این کشور مرتفع شد.

متخصصین با تلاش شبانه روزی خود موفق شدند تا علاوه بر دستیابی به فن آوری طراحی و ساخت این ماشینها با توانایی گردش 1000 دور در ثانیه کثیری از ماشینهای مذکور را تولید و مونتاژ کرده و در زنجیره بهره برداری نصب کنند که این موجب تحسین همگان و شگفتی کارشناسان خارجی گردیده است.

فرآینده‌های اصلی که طی آن عملیات غنی سازی در سایت نطنز صورت می‌گیرد شامل مراحل:

- عملیات خوراک دهی در ایستگاه تغذیه

- عملیات غنی سازی در سالن ماشین‌ها

- و عملیات جمع آوری در واحد جمع آوری است.

در اولین واحد، خوراک لازم جهت تغذیه ماشین‌های سانتریفیوژ تامین می‌شود. uf6 تولید شده در کارخانه UCF اصفهان با استفاده از مخازن 48X و با غنای 71 صدم درصد به واحد خوراک دهی وارد شده و با استفاده از تجهیزات خاص در درون گرم کن‌هایی به نام "اتوکلاو" قرار می‌گیرند.

اتوکلاوها بوسیله حرارت، UF6 را از حالت جامد به گاز تبدیل می‌کنند و گاز UF6 آماده انتقال به دومین واحد غنی سازی می‌شود. در واحد جدا سازی که مهتمرین بخش پروژه غنی سازی می‌باشد، درصد وزنی ایزوتوپ 235 اورانیوم از 71 صدم درصد به 3 الی 4 درصد افزایش می‌یابد. این واحد متشکل از تعداد زیادی ماشین سانتریفیوژ است که در قالبی آبشارهای 164 تایی و به صورت موازی طراحی شده‌اند.

هر آبشار 164 تایی از 15 مرحله تشکیل شده است. در سانتریفیوژ مواد از وسط محور چرخشی وارد شده و با حرکت در طول محور و جداره در دو جهت مختلف موجب ایجاد غلظت ایزوتوپی در طول محور می شود.

در نتیجه می توان ایزوتوپهای سبک و سنگین را در دو انتهای محور و در نزدیک جداره سانتریفیوژ برداشت نمود. بدین ترتیب که پس از تزریق گاز UF6 به ماشین‌ها، ایزوتوپ‌های 235 و 238 اورانیوم بوسیله نیروی گریز از مرکز حاصل از دوران بسیار سریع "روتور" که به 1000 دور در ثانیه می‌رسد، از هم جدا شده و گاز غنی شده و توسط سیستم گازرسانی به ماشین‌های مرحله بعدی زنجیره و گاز تهی شده از ایزوتوپ 235 به مرحله قبلی زنجیره باز گردانده می‌شود تا فرآیند غنی سازی تکمیل گردد.

در سومین واحد، UF6 های غنی شده و تهی شده توسط تله‌های سرد که وظیفه سرد سازی و انجماد گاز UF6 را بر عهده دارند جمع آوری و بصورت مجزا در مخازن موسوم به 30B انباشته می‌شوند. مجموعه فرآیندهای غنی سازی اغلب در شرایط خلا و در فشارهای بسیار پائین تر از فشار اتمسفر انجام شده و این مطلب بر پیچیدگی کار بسیار می‌افزاید. واحد جمع آوری از طریق پمپ‌های خلا کار خلا سازی را نیز انجام می‌دهد.

این پروژه بنا به دلایلی چند از اهمیت خاصی برخوردار است:

- بدون راه اندازی این پروژه چرخه سوخت هسته‌ای کشور کامل نخواهد شد.

- این پروژه برای اولین بار در ایران در حال انجام است و تاکنون نمونه داخلی آن اجرا نشده است.

- در این پروژه از مشاوران خاجی به هیچ عنوان استفاده نشده است.

- بنا به دلایل متعدد قسمتهای مختلف این پروژه اعم از طراحی، آزمایش، اجرا و ساخت بصورت همزمان و توسط متخصصین داخلی در حال انجام است.

بدون شک دستاورد ارزشمند و گرانبهای تولید و مونتاژ ماشینهای سانتریفیوژ و دست یابی به دانش فنی غنی سازی در مقیاس صنعتی که تنها با اتکا به همت و توانایی جوانان این مرز و بوم، به بار نشسته، سند افتخار کشورهای اسلامی و در حال توسعه می‌باشد.