تخصيب اليورانيوم

تعدّ عملية تخصيب اليورانيوم الركن الأساسيّ في تحويل اليورانيوم الخام الموجود في الطبيعة إلى مادّة قابلة للاستعمال السلميّ بهدف إنتاج الطاقة ضمن معايير وشروط محدّدة أو تحويله إلى سلاح مميت. فعملية التخصيب بحدّ ذاتها لا تشكّل العامل الفاصل في تحديد الطبيعة السلمية أو غير السلمية لأي برنامج نووي؛ إنّما نسبة التخصيب من تحدّد ذلك.

اليورانيوم

يعدّ اليورانيوم عنصراً كيميائياً يحمل الرمز U، وعدده الذريّ 92، وهو من الفلزّات البيضاء التي تميل إلى الفضيّ، ويقع ضمن سلسلة الأكنينيدات في الجدول الدوريّ. إنّ القطعة الصافية من اليورانيوم تبدو شبيهة بمعدن الفضّة أو الفولاذ، إلّا أنّها ثقيلة جداً مقارنة بحجمها. ويعتبر اليورانيوم من العناصر المتحلّلة ذات النشاطات الإشعاعية الضعيفة، ويُستخدم في التطبيقات العسكرية، ويعمل كوقود ممتاز في المنشآت التي تعمل بالطاقة النووية، كما يُستخدم في تشغيل المحطّات الكبيرة لتوليد الكهرباء، وتحلية مياه البحر.

عملية تخصيب اليورانيوم

إنّ عملية تخصيب اليورانيوم من العمليات المعقّدة التي تمرّ بعدّة مراحل، وتهدف إلى زيادة نسبة اليورانيوم 235 ، وهو النظير القابل للانشطار في خام اليورانيوم U؛ ليصبح قابلاً للاستخدام كوقود نووي أو في تصنيع القلب المضغوط المتفجّر في الأسلحة النووية. ويعدّ التخصيب ضرورياً لأنّ اليورانيوم يوجد في الطبيعة بأشكالٍ متنوّعة، إلّا أنّ شكلاً واحداً منها وهو (اليورانيوم 235) يُمكن استخدامه للأغراض العسكرية وتوليد الطاقة الكهربائية.

أمّا فيزيائياً؛ فيُشار إلى اليورانيوم 235 تبعاً لعدد كتلته الذرية؛ وهو لا يوجد إلّا في حوالي 0.7% من الخام المستخرج، أمّا النظير الشائع في خام اليورانيوم فهو اليورانيوم 238 الذي يمتلك كتلةً ذريةً أكبر قليلاً، ولأجل إنتاج الطاقة وتوليد الكهرباء يجب زيادة تركيز اليورانيوم 235 من 3% إلى 5%، أمّا لصناعة السلاح النوويّ فيجب زيادة نسبة تركيزه إلى مستويات تزيد عن 80%.

تقنيات تخصيب اليورانيوم

• حتّى تتم عملية التخصيب يجب تحويل خام اليورانيوم المسمّى بالكعكة الصفراء من حالته الصلبة إلى الغازية، والمسمّى غاز سادس فلوريد اليورانيوم يواف 6، وتتم هذه العملية بواسطة تقنيات التخصيب.
• يضخّ اليورانيوم في شكله الغازيّ عبر حاجز نفوذيّ، وهنا تجتاز ذرّات اليورانيوم 235 الحاجز بسرعة أكبر من ذرّات اليورانيوم 238؛لأنّ اليورانيوم 235 أخفّ وزناً. إنّ الأمر هذا أشبه بمرور حبّات صغيرة من الرمل عبر فتحات الغربال أو المصفاة.
• يتم تكرار عملية الفصل الموضحة في النقطة السابقة أكثر من 1400 مرّة للحصول على اليورانيوم 235 بنسبة تركيز من 3% إلى 5% من سادس فلوريد اليورانيوم.

الطرد المركزي

• تستغلّ أجهزة الطرد المركزيّ الفارق البسيط بين نظيري اليورانيوم 235 و238.
• يضخّ اليورانيوم بصورته الغازية في أسطوانة تدور بسرعة أعلى من سرعة الصوت، وفي هذه الحالة تدفع الذرّات الأثقل (اليورانيوم 238) تجاه الخارج وتتجمّع على جدار الأسطوانة، أمّا الذرّات الأقلّ (اليورانيوم 235) فتتجمّع في المركز، ثمّ يجمع اليورانيوم 235 المخصب وتكرر العملية عدّة مرّات لزيادة تركيزه.
• إنّ صناعة عشرين كيلوغراماً من اليورانيوم المخصب لصناعة رأس نووي واحد يمتلك قدرات تفجيرية بدائية يحتاج إلى حواليّ 1500 جهاز طرد مركزيّ مع عملية متواصلة لعدّة أشهر.