[سيداحمد نجفى‎/قسمت اول ]

محمد، دانشجوى سال سوم براى دومين بار است كه در نخستين نمايشگاه تخصصى صنعت هسته اى در مجاورت ساختمان دانشكده داروسازى دانشگاه تهران حضور يافته و با كنجكاوى خاصى در حال پرسش از مسئول پژوهشكده تحقيقات كشاورزى، پزشكى و صنعتى كرج است. در اين غرفه داروهاى تهيه شده با بهره گيرى از فناورى هسته اى نظير تاليوم ،۲۰۱ كريپتون ۸۱m و گاليوم ۶۷ كه در زمينه اسكن قلب، ريه و تشخيص عفونت هاى داخلى تومورها كاربرد دارند به نمايش گذاشته شده است.
او مى گويد: فناورى هسته اى از جمله افتخارات هر ايرانى است كه گوشه اى از آن در اينجا به نمايش درآمده و در واقع تابلويى از افتخارات ملى ايرانيان در كانون علم و دانش اين مرز و بوم است.
چرخه سوخت در دست توانمند ايرانى
«چرخه سوخت هسته اى» عبارت آشنايى براى هموطنان است، مخصوصاً در ايران امروز كه به مراحل مختلف اين چرخه دست يافته است. اين چرخه از دو بخش تشكيل شده كه بخش اول مراحلى را دربر مى گيرد كه منجر به آماده سازى اورانيوم به عنوان سوخت رآكتور هسته اى مى شود و شامل استخراج از معدن، آسياب كردن، فرآورى، غنى سازى و توليد سوخت است. هنگامى كه اورانيوم به عنوان سوخت مصرف شد و انرژى از آن به دست آمد، بخش دوم چرخه آغاز مى شود تا ضايعات هسته اى به انسان و محيط زيست آسيبى نرساند. اين بخش شامل انباردارى موقتى، بازفرآورى كردن و انبار نهايى است.
نمايشگاه تخصصى صنعت هسته اى در دانشگاه تهران داراى غرفه هاى جداگانه براى هر بخش از اين چرخه بود و علاوه بر اين بخش هايى نيز به معرفى كاربردهاى انرژى هسته اى در بخش هاى مختلف پزشكى، كشاورزى، صنعتى و.‎/‎/ اختصاص داشت. حركت بى سابقه سازمان انرژى اتمى قرار است در ديگر دانشگاه هاى مهم كشور نيز تكرار شود و دانشجويان بدين طريق سوار بر قطار پيشرفت ايران، چشم اندازهاى نوينى را ترسيم نمايند.
اين سرزمين پرگهر
ايران، سرزمين گوهرهاى شناخته شده و ناشناخته است و در دل خود منابع عظيمى از انرژى نظير نفت و گاز و همچنين مواد اوليه انرژى هاى گران تر نظير برق هسته اى را جاى داده است. هم اكنون تنها از معدن گچين بندرعباس سنگ اورانيوم استخراج مى شود و اين در حالى است كه مناطقى نظير ساغند، خشومى، چاه جوله، ناريگان، زريگان، انارك، تلخه رود، منگرآباد، سرخانلو، اروميه، مراغه، بايچه باغ و.‎/‎/ هريك مقادير مهمى از اورانيوم را ذخيره دارند.
غالب كارشناسان و مسئولان غرفه اين نمايشگاه را چهره هاى جوان فعال در سازمان انرژى اتمى و كاركنان تأسيسات اصفهان، نطنز، بوشهر و.‎/‎/ تشكيل مى دادند. مسئول غرفه استخراج مى گويد: در اين مرحله سنگ اورانيوم با عيار يك دهم درصد را به ۷۰ درصد خلوص (U3O8) تبديل مى كنند. در اين مرحله پس از طى مراحل كلرزدايى، ليچينگ، زلال سازى، خالص سازى، اسيدزنى، رسوب گيرى، آبگيرى و برشته كردن حاصل مى شود. ظرفيت توليد كيك زرد كارخانه هاى اردكان و بندرعباس سالانه به ترتيب ۶۷ و ۲۱ تن است.
تركيب زردرنگ آلومينيوم دى اورانات (ADU) پس از حرارت ديدن در يك كوره در دماى حدود ۷۰۰ درجه سانتى گراد به تركيب پايدار U3O8 تبديل مى شود. در اين فرايند ناخالصى هاى كيك زرد (حالت جامد) گرفته مى شود و (U3O8) توليدى به تأسيسات اصفهان تحويل مى شود. در اين نمايشگاه نيز ماكتى از هريك از فرايندهاى توليد و محصولات به نمايش در آمد.
فرآورى اورانيوم
شركت تأسيسات فرآورى اورانيوم ايران موسوم به UCF در اصفهان واقع است. در اين تأسيسات (U3O8) در يك مرحله شيميايى به AUC تبديل مى شود كه عارى از ناخالصى است. AUC نيز در فرايند تجزيه حرارتى به UO2 و اين محصول نيز در سيكل خاصى به گاز UF6 تبديل مى شود. اين گاز نهايتاً به تأسيسات نطنز تحويل مى شود.
UF6 طبيعى يكى از توليدات كارخانه UCF اصفهان است كه سالانه به ميزان ۲۸۰ تن توليد مى شود. اين كارخانه UO2 با غناى تا ۵ درصد براى نيروگاه هاى آب سبك با ظرفيت سالانه ۳۴ تن توليد مى كند. هرسال ۱۱ تن UO2 نيز در اين تأسيسات براى رآكتور تحقيقاتى آب سنگين اراك توليد مى شود. براى تأمين سوخت رآكتور تحقيقاتى تهران در UCF اصفهان برنامه هايى در دست اجرا است.
نكته حائز توجه اين كه يكى از تفاوت هاى رآكتورهاى هسته اى آب سبك و سنگين اين است كه اورانيوم موردنياز رآكتور آب سنگين نيازى به غنى سازى ندارد.
دل هر ذره كه بشكافى
فلز اورانيوم داراى دو ايزوتوپ ۲۳۵ و ۲۳۸ است كه ايزوتوپ ۲۳۵ آن شكافت پذير است. آنچه به دشوارى كار مى افزايد اين است كه حدود ۰‎/۷ درصد اورانيوم استخراجى از يك معدن با اين ايزوتوپ است. مرحله بعدى چرخه سوخت، جداسازى ايزوتوپ قابل شكافت از اورانيوم ۲۳۸ است كه اين مرحله در تأسيسات غنى سازى نطنز انجام مى شود.
اگرچه تنها منافذ سانتريفيوژ غنى سازى ورودى و خروجى آن هستند اما براى درك بيشتر دانشجويان، برشى از اين دستگاه در معرض ديد قرار گرفته است و اين گونه ضخامت بدنه استوانه اى سانتريفيوژ و محفظه داخلى آن كه دريافت آن از فناورى بالا و آلياژهاى خاص استفاده شده بيشتر هويداست.
مسئول غرفه اطلاعاتى در خصوص اين دستگاه ها، تجهيزات اتصال و شيرهاى ويژه شرايط خلأ در اختيارمان قرار مى دهد و از حساسيت سانتريفيوژ نسبت به نوسانات برق سخن مى گويد تا بدانيم نصب يك مجموعه ۱۶۴ تايى از اين ماشين غنى سازى (كه به آن آبشار گفته مى شود) از چه ظرافت و فناورى پيچيده اى برخوردار است.
نكته غرورانگيز اين كه سانتريفيوژها و همه قطعات اتصالات آن امروز با دستان توانمند «ايرانى» ساخته مى شود و فناورى آن از روش مهندسى معكوس به دست آمده است.
UF6 توليد شده در تأسيسات اصفهان وارد سانتريفيوژهاى تأسيسات نطنز مى شود تا با چرخش سريع (۶۴ هزار دور در دقيقه) و نيروى گريز از مركز حاصل از آن، ايزوتوپ هاى ۲۳۵ (سبك تر) و ۲۳۸ فلز اورانيوم تفكيك شوند.
ورودى و خروجى سانتريفيوژها كه در شرايط خلأ كار مى كنند به يكديگر متصل است و وجود كوچكترين ناخالصى درون محفظه اين دستگاه ها مانع از آن مى شود كه سانتريفيوژ به سرعت مطلوب ۶۴ هزار دور در دقيقه برسد. به اتفاق همراهان با شنيدن اين موضوع بار ديگر بر دانشمندان داخلى آفرين و تبريك مى گوييم.
مسئول غرفه يادآور مى شود كه اگر مى خواستيم منتظر كمك فنى خارجى باشيم پروژه به نتيجه نمى رسيد اما امروز با تلاش و عزم ملى، گام هاى محكمى در عرصه هسته اى برداشته ايم و به فناورى پيشرفته و بومى آن مى باليم.
بنابر اعلام معاون رئيس جمهور و رئيس سازمان انرژى اتمى، هم اكنون بيش از پنج هزار سانتريفيوژ در مركز غنى سازى نطنز در حال فعاليت هستند. مهندس رضا آقازاده در بازديد از اين نمايشگاه تخصصى به خبرنگاران اين نويد را نيز داد كه در طول پنج سال آينده حداقل ۵۰ هزار سانتريفيوژ در تأسيسات نطنز نصب خواهد شد.
محمد دانشجوى دانشگاه تهران در غرفه نطنز نيز ما را همراهى مى كند. او مى گويد: سخنان آقازاده و مواضع مقام هاى غربى مخالف غنى سازى در ايران را كه در كنار هم قرار مى دهم به نكته ظريفى پى مى برم كه هدف آنها از مخالفت با حقوق مسلم ما، وابسته شدن جمهورى اسلامى به اين كشورهاست.
همچنان كه اين كشورهاى مدعى نظير فرانسه و آلمان و.‎/‎/ تاكنون به وعده هاى مختلف خود به ايران در اين زمينه عمل نكرده اند و تازه روس ها هم كه ساخت نيروگاه اتمى بوشهر را برعهده گرفته اند در اجراى تعهدات خود هم تأخير داشته اند و گاه نيز به خاطر بازى هاى سياسى، از اين موضوع بهره گرفته اند.
اين دانشجوى دانشگاه تهران در ادامه اين سؤال را طرح كرد كه چه تضمينى وجود دارد كه روس ها هميشه سوخت را به موقع تحويل ما بدهند و آيا مسكو به مانند گاز صادراتى خود به اروپا از آن به عنوان يك اهرم فشار سياسى استفاده نخواهد كرد
وى يادآور شد: تازه اگر روس ها درخصوص تأمين بموقع سوخت ايران تضمين دهند ـ كه البته جاى ترديد دارد ـ آنچه كه مطرح مى شود اين است كه سوخت تحويلى تنها سوخت نيروگاه هزار مگاواتى بوشهر است در حالى كه ايران مطابق مصوبه مجلس بايد تا سال ،۲۰۲۰ ۲۰ هزار مگاوات برق هسته اى توليد كند. از طرفى مقامات ايران اعلام كرده اند كه در پنج سال آينده، ۵۰ هزار سانتريفيوژ نصب خواهد شد و به گفته كارشناسان، اين تعداد ماشين نسل اول سانتريفيوژ مى تواند سوخت مورد نياز يك نيروگاه هزار مگاواتى را تأمين كند.
سوخت آماده تحويل مى شود
تا اين مرحله، اورانيوم با غناى پائين موردنياز نيروگاه هاى هسته اى توليد شده است و با توجه به تشعشعات و پرتوزايى اين ماده، طبيعتاً بايد آن را به گونه اى تحويل نيروگاه داد كه ضمن قابليت حمل، خود نيز بتواند در رآكتور قرار گيرد.
اين فرايند از چرخه سوخت هسته اى ايران در سه كارخانه UCF، ZPP و FMP واقع در اصفهان انجام مى شود.
در كارخانه ZPP كه در مجاورت كارخانه ديگر است فلز زيركونيوم در فرايندهاى شيميايى و مكانيكى به ورق ها و لوله هاى زيركونيومى تبديل مى شود. اين فناورى در كشور كاملاً بومى بوده و تنها در اختيار چهار كشور جهان ازجمله جمهورى اسلامى ايران است.
دليل انتخاب زيركونيوم براى اين كار خواص برتر هسته اى اين فلز است كه عبارتند از برخوردارى از سطح مقطع جذب نوترونى پائين، خواص مناسب همچون استحكام كافى، مقاومت به خوردگى و ضريب انتقال حرارت مناسب در محيط رآكتور.
از اين فلز استراتژيك و آلياژ آن به عنوان ورق، لوله و ميلگرد جهت ساخت تكميل بسته هاى سوخت و از طرفى به عنوان لوله هاى خنك كننده استفاده مى شود.
در حالى وارد بخش ZPP مى شوم كه مسئول غرفه در حال ارائه توضيح به گروهى از دانشجويان است كه با نزديك شدن به ساعت پايان كلاس دانشگاه بر تعدادشان افزوده مى شود. مسئول غرفه مى گويد: غلاف هاى سوخت در داخل شبكه هاى نگهدارنده قرار گرفته و بسته سوخت را تشكيل مى دهند.
وى مى افزايد: غلاف سوخت لوله اى زيركونيومى به طول ۴ متر است و قرص هاى اورانيوم (UO2) در آن قرار مى گيرد. اين قرص هاى كوچك به تناسب طراحى رآكتور دسته دسته شده و در غلاف قرار مى گيرند. براى مثال بسته هاى سوختى نيروگاه بوشهر به شكل ۶ ضلعى منظم است و رآكتور اين نيروگاه ۳۱۱ عدد از اين بسته ها را به عنوان سوخت در دل خود جاى مى دهد.
فرايند توليد قرص اورانيوم در كارخانه مجاور (FMP) انجام مى شود. اين كارخانه پودر دى اكسيد اورانيوم (UO2) را از تأسيسات UCF اصفهان تحويل مى گيرد و آنها را در فرايندى به قرص تبديل و در بسته هاى سوخت خالى توليد شده در ZPP بسته بندى مى كند. ميله سوخت ۴ مترى حاوى قرص اورانيوم و فنر است كه نهايتاً سطح آن آبكارى نيز مى شود و سوخت آماده تحويل به نيروگاه مى شود.
طراحى ظرفيت توليد كارخانه FMP 40 تن سوخت هسته اى است كه از اين مقدار ۳۰ تن سوخت دى اكسيد اورانيوم غنى شده با غناى حداكثر ۵ درصد جهت مصرف در نيروگاه بوشهر يا ساير نيروگاه هاى آب سبك و ۱۰ تن سوخت دى اكسيد اورانيوم با غناى طبيعى جهت رآكتور تحقيقاتى ۴۰ مگاواتى آب سنگين اراك در نظر گرفته شده است. فاز اول اين كارخانه كه قابليت افزايش توليد تا ظرفيت ۱۴۰ تن را نيز دارد تا پايان امسال به بهره بردارى مى رسد و نخستين محموله آن به مقصد رآكتور تحقيقاتى اراك خواهد بود.