مشخصات دستاوردهای جدید هسته ای

دستاوردهای جدید هسته ای ایران ، چه مشخصاتی دارد؟

در رآكتور تحقیقاتی تهران میله‌های هسته‌ای بارگذاری شد كه توسط متخصصان ایرانی ساخته شده و با جایگیری در قلب رآكتور تهران، نیاز ایران به كشورهای تولیدكننده اورانیوم 20 درصد غنی شده مرتفع می‌شود. میله‌های رآكتور تحقیقاتی تهران هم در داخل كشور تولید شده‌ است.سوخت هسته‌ای با غنای 20 درصد در مجتمع سوخت رآكتورهای هسته‌ای اصفهان تولید و پس از طراحی فنی و رعایت استانداردهای ایمنی برای بهره‌برداری به رآكتور تهران منتقل شده است.

این مجتمع سوخت كه از نوع كنترلی است جهت آزمون بلندمدت و بهره‌برداری در رآكتور تهران برای تولید رادیو داروها به طور همزمان مورد استفاده قرار خواهد گرفت. با راه‌اندازی خط تولید این مجتمع سوخت و بهره‌برداری در رآكتور تهران تمامی رادیوداروهای موردنیاز كشور در داخل تامین و از خروج ارز جلوگیری خواهد شد. به این ترتیب آخرین گام موثر در تكمیل فرآیند چرخه سوخت هسته‌ای، یعنی ساخت سوخت و بارگذاری مجتمع‌های سوخت در داخل قلب رآكتور توسط متخصصان هسته‌ای كشور برداشته شد.

همچنین رادیوداروهای رونمایی شده ، به دست متخصصان ایرانی تولید شده ودر درمان و پیشگیری از بیماری‌های صعب‌العلاج كاربرد دارد.

ماشین‌های نسل جدید سانتریفیوژ دارای خاصیت جدا کنندگی (SWU) و خوراک 3 یعنی سه برابر سانتریفیوژهای نسل یک و دو است. همچنین راندمان (Performance) این سانتریفیوژها نیز به‌طور قابل ملاحظه‌ای نسبت به سانتریفیوژهای نسل اول و دوم بیشتر است و ضایعات بسیار کمتری از نسل‌های قبلی دارد. ایران از سه سال پیش با رساندن تعداد سانتریفیوژهای خود به عدد هفت هزار، رویکرد اصلی خود را بر افزایش بازده و کاهش ضایعات به‌جای افزایش تعداد ماشین‌ها متمرکز شد. همچنین  اولین زنجیره ماشین‌های سانتریفیوژ نسل جدید با روتور كامپوزیتی و واحد كاری جداسازی شش (swu ) مورد بهره‌برداری قرار گرفت.

در این جا لازم است به طور مختصر سانتریفیوژ را معرفی کنیم. سانتریفیوژ به هر دستگاهی گفته می‌شود كه با سرعت زیادی به دور خود چرخیده و در همین حال با استفاده از نیروی گریز از مركز ایجاد شده مواد درون خود را نیز به بیرون پرتاب می‌كند. بررسی این فرآیند در نوع خود كار ساده‌ای است. آزمایشی ساده می‌تواند بسیاری از علامت پرسش‌ها را از میان بردارد. سطل آبی را برداشته و درحالی كه تا نیمه پر از آب است با سرعت به دور خود چرخانده و پس از چند دور پرتاب كنید. به خوبی دیده می‌شود كه به واسطه نیروی گریز از مركز ایجاد شده، آب درون سطل از آن بیرون نمی‌ریزد. این پایه و اساس سیستم‌های سانتریفیوژ به حساب می‌آید.

در یك سانتریفیوژ واقعی نیز فرآیند مشابهی روی می‌دهد. به واسطه چرخش بسیار سریع محفظه‌ای به دور خود، هر آنچه در درون آن وجود دارد به سمت بیرون تحت فشار قرار می‌گیرد. این دستگاه می‌تواند در برگیرنده هر ماده‌ای باشد. از نمونه‌های خونی گرفته تا مواد شیمیایی مختلف. از این رو نمونه‌های آن بسیار متنوع است. به عنوان مثال ناسا دارای سانتریفیوژ عظیمی است كه از آن برای قرار دادن فضانوردان در معرض نیروهای شدید استفاده می‌شود. نیروی گریز از مركز تولید شده در این سانتریفیوژ می‌تواند شبیه‌سازی بسیار مناسبی از نیروی گرانشی باشد كه در زمان پرتاب فضاپیماها بر بدن فضانوردان وارد می‌شود.

سانتریفیوژ، لازمه اصلی غنی‌سازی اورانیوم

در فرآیند تولید سوخت هسته‌ای و استفاده از آن در نیروگاه‌ها كه با هدف تولید انرژی نظیر الكتریسیته صورت می‌گیرد، سانتریفیوژها نقش اساسی را در غنی‌سازی اورانیوم ایفا می‌كنند به طوری كه در صورت نبود آنها عملا مانع بزرگی بر سر راه غنی‌سازی اورانیوم به وجود می‌آید. پس از آن‌كه سنگ معدن اورانیوم از معادن استخراج شد، آسیاب شده و به شكل پودر درمیآید. براساس برآوردهای صورت گرفته شده از هر تن سنگ معدن اورانیوم بالغ بر 140‌‌كیلوگرم اورانیوم طبیعی حاصل می‌شود كه فقط می‌توان حدود یك كیلوگرم اورانیوم خالص 235 به دست آورد یعنی در مجموع یك كیلوگرم اورانیوم خالص از هر هزار كیلوگرم سنگ معدن اورانیوم. در ادامه اسید سولفوریك به مواد افزوده شده و پس از طی‌شدن چند مرحله دیگر اكسید اورانیوم با اسید سولفوریك تركیب می‌شود و در نهایت سولفات اورانیل حاصل می‌شود و در آخر با افزودن حلال‌های مخصوصی به سولفات اورانیل، ماده جامدی به نام كیك زرد به وجود می‌آید كه شامل 70 درصد اورانیوم بوده و دارای خواص پرتوزایی می‌باشد. برای غنی‌سازی اورانیوم، باید ابتدا كیك زرد را با اتم فلوئور تركیب كرده و به صورت گاز هگزا‌فلوراید اورانیوم درآورد. از اینجا به بعد است كه غنی‌سازی اورانیوم به واسطه استفاده از فناوری سانتریفیوژی كامل می‌شود. البته روش‌های مختلفی برای این منظور وجود دارد اما بررسی‌ها نشان داده‌اند كه استفاده از سانتریفیوژ بهترین و مؤثرترین روش برای غنی‌سازی اورانیوم به حساب می‌آید.

غنی‌سازی اورانیوم با استفاده از فناوری سانتریفیوژ برای نخستین بار حدود 40 سال پیش به وسیله مهندس آلمانی به نام زیپه صورت گرفت. البته از آن زمان تا به اكنون این فناوری با تغییرات و پیشرفت‌های گوناگونی همراه بوده است. در كل 2 روش سانتریفیوژ و پخش گازی پایه صنعتی غنی‌سازی در كل جهان وجود دارد. روش سانتریفیوژ در مقیاس صنعتی ابتدا در هلند در دهه 60 میلادی مورد استفاده قرار گرفت، برای این منظور توسعه مواد با استقامت و خواص ویژه و ساخت یاطاقان‌های پیشرفته برای سانتریفیوژهایی با سرعت دورانی زیاد لازم می‌بود. در آلمان و انگلستان نیز این روش توسعه یافت و در سال 1970 سه كشور آلمان، هلند و انگلستان شركتURENCO را برای توسعه این فرآیند و عرضه سرویس غنی‌سازی به بازار بین‌المللی تشكیل دادند. این فرآیند در دهه 80 در كشورهای آمریكا، فرانسه، ژاپن، استرالیا و چند كشور دیگر نیز به كار گرفته شده است. البته باید یادآوری كرد كه استفاده از سانتریفیوژ برای جداسازی مواد با جرم‌های ویژه مختلف از صد سال پیش شروع شده است ولی در آن زمان بحث غنی‌سازی به هیچ‌وجه مطرح نبود، به طوری كه از سال 1919 میلادی این روش برای جداسازی ایزوتوپ گازها مورد استفاده قرار گرفت؛ تا این‌كه در جنگ جهانی دوم از دستگاه سانتریفیوژ برای غنی‌سازی اورانیوم استفاده شد.

جدای از استفاده از این فرآیند در غنی‌سازی هسته‌ای، استفاده از آن برای دانشمندان علوم مختلف مزایای قابل توجهی داشته است. دانشمندان می‌توانند با استفاده از این تكنیك به جداسازی مایعات و تفكیك آنها به ذرات سازنده آنها بپردازند و جالب این است كه پس از توقف فرآیند سانتریفیوژ، ذرات جدا شده دیگر با یكدیگر تركیب نمی‌شوند. یكی دیگر از موارد استفاده سانتریفیوژ در امور پزشكی و تجزیه و تحلیل نمونه‌های خونی است.

زمانی كه نمونه خونی در دستگاه سانتریفیوژ قرار می‌گیرد، دستگاه شروع به چرخش بسیار سریع كرده و در ادامه عناصر سازنده خون از یكدیگر جدا می‌شوند به طوری كه سلول‌های خونی در كف محفظه و سلول‌های پلاسما به بالای محفظه می‌روند. امروزه استفاده از این تكنیك در فعالیت‌های هسته‌ای به دلیل پیچیدگی‌ها و دشواری‌هایی كه دارد، فرآیندی سخت و پرهزینه به حساب می‌آید و از این تكنیك تنها برخی كشورهای جهان می‌توانند از آن استفاده كنند و معمولا فناوری آن به جهت مزایای قابل توجهی كه به همراه دارد در دسترس سایر كشورها قرار نمی‌گیرد. با این حال در چند سال اخیر بحث استفاده از سانتریفیوژها در غنی‌سازی اورانیوم در داخل كشور به شدت دنبال شده و نتیجه تحقیقات به عمل آمده در این زمینه خودكفایی كشور را به دنبال داشته است.

منبع: jamejamonline- basir-news -mehrnews