عملية تخصيب اليورانيوم

تعد عملية تخصيب اليورانيوم الركن الأساس في تحويل هذا الخام الموجود في الطبيعة إما إلى مادة قابلة للاستخدام السلمي في إنتاج الطاقة ضمن معايير وشروط معينة وإما إلى سلاح فتاك.
وتجدر الإشارة هنا إلى أن عملية التخصيب لا تشكل بحد ذاتها العامل الحاسم في تحديد الطبيعة السلمية أو غير السلمية لأي برنامج نووي وإنما نسبة التخصيب.



ما هو التخصيب؟
التخصيب عملية معقدة تتم على مراحل بهدف زيادة نسبة اليورانيوم 235 -النظير القابل للانشطار في خام اليورانيوم ويرمز اليه بالحرف اللاتيني U- ليصبح صالحا للاستخدام وقودا نوويا أو في صنع القلب المضغوط المتفجر في الأسلحة النووية.
وتعد عملية التخصيب أمرا ضروريا لأن اليورانيوم يوجد بالطبيعة في صور متنوعة، بيد أن شكلا واحد من هذا الخام وتحديدا 235 هو ما يمكن استخدامه لإنتاج الطاقة الكهربائية أو لأغراض عسكرية.
وبلغة الفيزياء، يشار إلى هذا النوع من اليورانيوم ب U 235 قياسا إلى عدد كتلته الذرية وهو لا يوجد إلا في ما يقارب 0.7% من الخام المستخرج، أما النظير الشائع في خام اليورانيوم فهو المعروف باسم U238 وكتلته الذرية أكبر بعض الشيء.
ومن أجل أغراض الطاقة وتوليد الكهرباء يتعين زيادة تركيز اليورانيوم 235 إلى ما بين 3% و5%، في حين يتعين زيادة نسبة تركيزه إلى مستويات أعلى من 80% أو ما يعرف باسم النقاء المثالي لصنع سلاح نووي.

تقنيات التخصيب
تحتاج أكثر وسيلتي انتشار في تقنيات التخصيب إلى خام اليورانيوم -المعروف باسم الكعكة الصفراء- لتحويله إلى غاز يسمى سادس فلوريد اليورانيوم "يواف 6" خطوة أولى للبدء بعملية التخصيب، أي أن عملية التخصيب لا تبدأ إلا بعد تحويل خام اليورانيوم من حالته الصلبة إلى حالته الغازية.
وعندما يضخ اليورانيوم في صورته الغازية عبر حاجز نفوذي تجتاز ذرات اليورانيوم 235 الأخف وزنا الحاجز بسرعة أكبر من ذرات اليورانيوم 238 كما هو الحال مع مرور حبات الرمل الصغرى من فتحات الغربال أو أي مصفاة أو أداة لفصل الحبات الدقيقة الناعمة.
ويتعين تكرار عملية الفصل هذه أكثر من 1400 مرة للحصول على اليورانيوم 235 بنسبة تركيز تتراوح بين 3% و5% من سادس فلوريد اليورانيوم.



الطرد المركزي
كما هو الحال بالنسبة لعملية الفصل، تستغل أجهزة الطرد المركزي الفارق الطفيف بين نظيري اليورانيوم 235 و238، حيث يضخ اليورانيوم -بشكله الغازي- في أسطوانة تدور بسرعات أعلى من سرعة الصوت.
في هذه الحالة، تدفع الذرات الأثقل -أي اليورانيوم 238- نحو الخارج فتتراكم على جدار الأسطوانة في حين تتجمع الذرات الأخف -أي اليورانيوم 235- حول المركز ثم يجمع اليورانيوم 235 المخصب وتعاد العملية عدة مرات لزيادة تركيزه.
مع العلم أن صناعة 20 كيلوغراما من اليورانيوم المخصب لصنع رأس نووي واحد بدائي القدرات التفجيرية يحتاج إلى ما يقارب 1500 جهاز طرد مركزي وعملية متواصلة دون توقف لعدة أشهر