Τι είναι ο εμπλουτισμός ουρανίου, πώς γίνεται και γιατί χρειάζεται για πυρηνικά όπλα

Το ουράνιο στη φυσική του μορφή (όπως δηλαδή βρίσκεται σε κοιτάσματα ανά τον κόσμο) δεν είναι κατάλληλο για πυρηνικά όπλα– για την ακρίβεια δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί καν από τους πιο πολλούς αντιδραστήρες για παραγωγή ηλεκτρισμού ή πλουτωνίου. Το «φυσικό» ουράνιο αποτελείται από κάποια ισότοπα (διαφορετικούς τύπους ουρανίου): Περιέχει περίπου 99,3% ουρανίου 238 (U-238) και πολύ μικρή συγκέντρωση (περίπου 0,7%) του σχάσιμου ουρανίου 235 (U-235). Ένα ισότοπο θεωρείται σχάσιμο αν μπορεί να διασπαστεί από ένα νετρόνιο που κινείται με χαμηλή ταχύτητα.

Το ουράνιο 235 είναι το σημαντικότερο σχάσιμο ισότοπο ουρανίου για καύσιμα αντιδραστήρων και πυρηνικά όπλα. Για να είναι δυνατή η χρήση σε τέτοιες εφαρμογές, απαιτείται η αύξηση της συγκέντρωσης ουρανίου 235, μέσω του διαχωρισμού του από το ουράνιο 238. Η διαδικασία αυτή αποκαλείται «εμπλουτισμός».

Το ουράνιο με εμπλουτισμό πάνω από 0,7% και κάτω από 20% (ουρανίου 235) ορίζεται ως ουράνιο χαμηλού εμπλουτισμού (LEU- low enriched uranium). Οι πιο πολλοί πυρηνικοί αντιδραστήρες πολιτικής χρήσης λειτουργούν με LEU, που έχει εμπλουτισμό 3%-5%. Όταν το ουράνιο έχει εμπλουτισμό άνω του ορίου του 20%, ορίζεται ως ουράνιο υψηλού εμπλουτισμού (highly enriched uranium- HEU). Το HEU μπορεί να χρησιμοποιηθεί για όπλα, μα όσο χαμηλότερο είναι το επίπεδο εμπλουτισμού τόσο μεγαλύτερη μάζα υλικού απαιτείται για την επίτευξη κρίσιμης μάζας– δηλαδή χρειάζεται μεγαλύτερη ποσότητα υλικού για να φτιάξεις ένα πυρηνικό όπλο σχάσης (γνωστό και ως ατομική βόμβα- να σημειωθεί πως υπάρχουν και τα θερμοπυρηνικά, ή βόμβες υδρογόνου, που λειτουργούν με σύντηξη και είναι ισχυρότερα). Επίσης, ουράνιο υψηλού εμπλουτισμού χρησιμοποιείται και σε αντιδραστήρες σε σκάφη (πλοία, υποβρύχια).

Οι χώρες που διαθέτουν πυρηνικά όπλα κατά κανόνα χρησιμοποιούν το αποκαλούμενο ουράνιο «οπλικού επιπέδου (ή βαθμού)»- weapons grade HEU, που χαρακτηρίζεται από εμπλουτισμό 90% και άνω, ώστε να μειώνεται η ποσότητα υλικού που απαιτείται για μια βόμβα: Όσο μικρότερο είναι ένα πυρηνικό όπλο, τόσο ευκολότερη είναι η μεταφορά και εκτόξευσή του (ενδεικτικά, οι βαλλιστικοί πύραυλοι μπορούν να μεταφέρουν μόνο «miniaturized» πυρηνικά όπλα).

Πώς εμπλουτίζεται το ουράνιο

Μετά την εξόρυξή του, το μετάλλευμα ουρανίου αλέθεται για να διαχωριστεί από τον βράχο. Η διαδικασία αυτή παράγει ένα συμπύκνωμα, το U3O8- το αποκαλούμενο «yellow cake» (λόγω του χαρακτηριστικού κίτρινου χρώματός του). Το «yellowcake» μεταφέρεται σε ειδικές εγκαταστάσεις όπου καθαρίζεται και συνδυάζεται με φθόριο για τον σχηματισμό εξαφθοριούχου ουρανίου (UF6), που είναι ένα αέριο το οποίο ενδείκνυται για εμπλουτισμό.

Το αέριο αυτό μπαίνει σε κυλίνδρους που περιστρέφονται με ταχύτητα (τις αποκαλούμενες συσκευές φυγοκέντρησης), όπου τα βαρύτερα ισότοπα (όπως το U-238) απωθούνται στα τοιχώματα και το ελαφρύτερο U-235 μένει στο κέντρο. Αυτό επιτρέπει το φιλτράρισμα και τη συλλογή αερίου με υψηλότερες συγκεντρώσεις U-235.

Η διαδικασία αυτή επαναλαμβάνεται μέχρι να συγκεντρωθεί η επιθυμητή ποσότητα U-235, και μετά ακολουθεί περαιτέρω επεξεργασία για να μετατραπεί σε διοξείδιο του ουρανίου- μια μαύρη σκόνη. Υπάρχουν και άλλες μέθοδοι εμπλουτισμού, ωστόσο η συγκεκριμένη είναι αυτή που χρησιμοποιείται περισσότερο.

Πού βρισκόταν το Ιράν

Σύμφωνα με την ΙΑΕΑ (Διεθνής Υπηρεσία Ατομικής Ενέργειας), το Ιράν είχε συγκεντρώσει περίπου 400 κιλά ουρανίου εμπλουτισμένου σε επίπεδο 60%. O εμπλουτισμός από το επίπεδο αυτό σε επίπεδο 90% είναι ευκολότερος σε σχέση με τη διαδικασία που χρειάζεται για να φτάσει κανείς στο 60% (καθώς υπάρχει πλέον λιγότερο U-238 για να απομακρύνεις). Σε επίπεδο εμπλουτισμού 90% (weapons grade) τα 400 κιλά αυτά θα ήταν επαρκή για περίπου 9 με 10 πυρηνικά όπλα. Επίσης, σύμφωνα με εκτίμηση του στρατηγού Μάικλ Κουρίλα της US Central Command, τα υπάρχοντα αποθέματα και οι διαθέσιμες συσκευές φυγοκέντρησης σε πυρηνικές εγκαταστάσεις επαρκούσαν για την παραγωγή των πρώτων 25 κιλών weapons grade ουρανίου σε διάστημα περίπου μίας εβδομάδας και αρκετής ποσότητας για μέχρι δέκα πυρηνικά όπλα μέσα σε διάστημα περίπου τριών εβδομάδων.

Το Ιράν είχε καταδικάσει το πρόσφατο ψήφισμα της ΙΑΕΑ, απαντώντας πως θα έστηνε νέες εγκαταστάσεις εμπλουτισμού ουρανίου σε «ασφαλή τοποθεσία» και ότι θα αντικαθιστούσε τις συσκευές φυγοκέντρησης πρώτης γενεάς στο Φόρντο με πιο σύγχρονες, έκτης γενεάς.

Πηγή: huffingtonpost