Explozia bombei cu hidrogen Ivy Mike2
Recent, Israelul a vizat trei dintre principalele locații unde Iranul își derulează programul nuclear, Natanz, Isfahan și Fordow, ucigând mai mulți oameni de știință iranieni din domeniul nuclear. Locațiile acestor instalații sunt puternic fortificate și în mare parte subterane; rapoartele privind amploarea pagubelor sunt deocamdată contradictorii.
La Natanz și Fordow sunt instalațiile iraniene de îmbogățire a uraniului, iar de la Isfahan se furnizează materiile prime, așadar orice deteriorare a acestora ar limita capacitatea Iranului de a produce arme nucleare.
Dar ce înseamnă, mai exact, îmbogățirea uraniului și de ce generează îngrijorări?
Pentru a înțelege ce înseamnă să „îmbogățești” uraniul, trebuie să știi câte ceva despre izotopii uraniului și despre fisiunea nucleară, adică despre scindarea atomului în cadrul unei reacții nucleare.
Ce este un izotop?
Toată materia este formată din atomi, care la rândul lor sunt alcătuiți din protoni, neutroni și electroni. Numărul de protoni este cel care dă atomilor proprietățile chimice, diferențiind astfel elementele chimice.
Atomii au un număr egal de protoni și electroni. De exemplu, uraniul are 92 de protoni, iar carbonul are șase. Totuși, același element poate avea un număr diferit de neutroni, formând versiuni ale elementului numite „izotopi”.
Acest lucru contează puțin pentru reacțiile chimice, dar pentru reacțiile nucleare diferențele pot fi foarte mari.
Diferența dintre uraniul-238 și uraniul-235
Când extragem uraniu din pământ, 99,27% este uraniu-238, care are 92 de protoni și 146 de neutroni. Doar 0,72% este uraniu-235, cu 92 de protoni și 143 de neutroni (restul de 0,01% sunt alți izotopi).
Pentru reactoarele nucleare sau armele nucleare trebuie să schimbăm proporțiile izotopilor. Acest lucru se datorează faptului că, dintre cei doi izotopi principali, doar uraniul-235 poate susține o reacție în lanț de fisiune: un neutron provoacă scindarea unui atom, care eliberează energie și mai mulți neutroni, aceștia declanșând alte reacții de fisiune și așa mai departe.
Această reacție în lanț eliberează o cantitate enormă de energie. Într-o armă nucleară, scopul este ca reacția în lanț să aibă loc într-o fracțiune de secundă, producând o explozie nucleară.
Într-o centrală nucleară civilă, reacția în lanț este controlată. Centralele nucleare produc în prezent 9% din energia lumii.
O altă utilizare civilă vitală a reacțiilor nucleare este producerea de izotopi folosiți în medicina nucleară pentru diagnosticarea și tratarea unor boli.
Ce este, așadar, îmbogățirea uraniului?
„Îmbogățirea” uraniului înseamnă a lua elementul găsit în mod natural și a crește proporția de uraniu-235, în timp ce se elimină uraniul-238.
Există mai multe metode pentru aceasta, dar comercial îmbogățirea se face în prezent cu centrifuge. Aceasta este metoda folosită și în cazul Iranului.
Centrifugele exploatează faptul că uraniul-238 este cu aproximativ 1% mai greu decât uraniul-235. Ele iau uraniul (în formă gazoasă) și îl rotesc la 50.000–70.000 rotații pe minut, pereții centrifugei mișcându-se cu o viteză de 400–500 metri pe secundă.
Rețea de centrifuge folosite pentru a produce uraniu îmbogățit în Piketon, Ohio, SUA.
Fiecare dintre aceste centrifuge are aproximativ 12 metri înălțime, pe când centrifugele convenționale au în jur de 5 metri înălțime.
Credit: energyeducation.ca
Uraniul-238, mai greu, se deplasează spre marginea centrifugei, lăsând uraniul-235 mai ușor în mijloc.
Procesul de rotație se repetă de multe ori pentru a crește treptat procentul de uraniu-235.
Majoritatea reactoarelor nucleare civile folosesc „uraniu slab îmbogățit”, cu o concentrație între 3% și 5%. Asta înseamnă că 3–5% din uraniul total din mostră este acum uraniu-235. Aceasta este suficient pentru a susține o reacție în lanț și a produce energie electrică.
Ce nivel de îmbogățire este necesar pentru armele nucleare?
Pentru a obține o reacție explozivă în lanț, uraniul-235 trebuie să fie concentrat mult mai mult decât nivelurile folosite în reactoarele nucleare civile pentru energie sau medicină.
Din punct de vedere tehnic, o armă nucleară poate fi făcută cu doar 20% uraniu-235 (cunoscut sub denumirea de „uraniu puternic îmbogățit”), însă cu cât uraniul este mai îmbogățit, cu atât arma poate fi mai mică și mai ușoară. Țările care dețin arme nucleare folosesc în general uraniu îmbogățit până la aproximativ 90%.
Conform Agenției Internaționale pentru Energie Atomică (AIEA), Iranul a îmbogățit cantități mari de uraniu până la 60%. De fapt, este mai ușor să treci de la un nivel de îmbogățire de 60% la 90% decât să ajungi la 60% inițial. Asta deoarece rămâne tot mai puțin uraniu-238 de eliminat.
De aceea, Iranul este considerat a fi în pericol extrem de a produce arme nucleare și de aceea tehnologia centrifugelor pentru îmbogățire este ținută secretă.
În final, exact aceeași tehnologie a centrifugelor care produce combustibil pentru reactoarele civile poate fi folosită pentru a produce arme nucleare.
Inspectorii AIEA monitorizează instalațiile nucleare din întreaga lume pentru a se asigura că țările respectă regulile stabilite în tratatul global de neproliferare nucleară.
Deși Iranul susține că îmbogățește uraniul doar în scopuri „pașnice”, la sfârșitul săptămânii trecute Consiliul AIEA a decis că Iranul a încălcat obligațiile asumate prin tratat.
| Citește și:
• Care-i diferența între fuziunea și fisiunea nucleară?
• Cum funcționează o centrală nucleară?
• De pot trăi oamenii în Nagasaki și Hiroshima, dar nu în Cernobîl?
Traducere după What is uranium enrichment and how is it used for nuclear bombs? de Kaitlin Cook, DECRA Fellow, Department of Nuclear Physics and Accelerator Applications, Australian National University.
