Çfarë është pasurizimi i uranit dhe si përdoret për bombat bërthamore? Një shkencëtar shpjegon

Gjatë fundjavës së kaluar, Izraeli synoi tri nga institucionet kryesore bërthamore të Iranit – Natanz, Isfahan dhe Fordow, vrasja e disa shkencëtarëve bërthamorë iranianë. Objektet janë shumë të fortifikuara dhe kryesisht nën tokë, dhe ka raporte të kundërta për sa shumë dëme janë shkaktuar.

Natanz dhe Fordow janë vendet e pasurimit të uranit të Iranit, dhe Isfahan ofron materialet e papërpunuara, kështu që çdo dëmtim në këto vende do të kufizonte aftësinë e Iranit për të prodhuar armë bërthamore.

Por çfarë është saktësisht pasurimi i uranit dhe pse ngjall shqetësime?

Për të kuptuar se çfarë do të thotë të “pasuroni” uranin, ju duhet të dini pak rreth izotopeve të uranit dhe rreth ndarjes së atomeve në një reaksion bërthamor të ndarjes së bërthamës.

Çfarë është një izotop?

E gjithë materia është e bërë nga atome, të cilat nga ana e tyre përbëhen nga protonë, neutrone dhe elektrone. Numri i protonëve është ai që i jep atomeve vetitë kimike, duke dalluar elementet kimike të ndryshme.

Atomët kanë numra të barabartë protonësh dhe elektronesh. Për shembull, urani ka 92 protonë, ndërsa karboni ka gjashtë. Megjithatë, e njëjta lloj elementi mund të ketë numra të ndryshëm neutroneve, duke formuar versione të elementit të quajtura izotope.

Kjo praktikisht nuk ka rëndësi për reaksionet kimike, por reaksionet e tyre bërthamore mund të jenë shumë të ndryshme.

Dallimi midis uranit-238 dhe uranit-235

Kur nxjerrim uranin nga toka, 99.27% e tij është urani-238, i cili ka 92 protonë dhe 146 neutrone. Vetëm 0.72% e tij është urani-235 me 92 protonë dhe 143 neutrone (0.01% e mbetur janë izotope të tjera).

Për reaktorët ose armët bërthamore, na duhet të ndryshojmë përqindjet e izotopeve. Kjo është për shkak se nga dy izotopët kryesorë të uranit, vetëm urani-235 mund të mbështesë reaksionin e zinxhirit të ndarjes: një neutron shkakton ndarjen e një atomi, që prodhon energji dhe disa neutronë të tjerë, duke shkaktuar më shumë ndarje, dhe kështu me radhë.

Ky reaksion zinxhir liron një sasi të jashtëzakonshme energjie. Në një armë bërthamore, qëllimi është që ky reaksion zinxhir të ndodhë në një fraksion të sekondës, duke prodhuar një shpërthim bërthamor.

Në një central bërthamore civile, reaksioni zinxhir është i kontrolluar. Centralet bërthamore aktualisht prodhimin 9% të energjisë së botës. Një përdorim tjetër jetik civil i reaksioneve bërthamore është për prodhimin e izotopeve të përdorura në mjekësinë bërthamore për diagnostikimin dhe trajtimin e sëmundjeve të ndryshme.

Atëherë, çfarë është pasurizimi i uranit?

Të “pasurizosh” uranin do të thotë të marrësh elementin që gjendet natyrshëm dhe të rritësh përqindjen e uranit-235 ndërsa heq uranin-238.

Ka disa mënyra për ta bërë këtë (duke përfshirë shpikje të reja nga Australia), por në treg, pasurizimi kryhet aktualisht me një centrifugë. Kjo është edhe në rastin e uzinave të Iranit.

Centrifugat përdorin faktin që urani-238 është rreth 1% më i rëndë se urani-235. Ata marrin uranin (në formë gazi) dhe përdorin rrota për ta rrotulluar atë me 50,000 deri në 70,000 rrotullime në minutë, me muret e jashtme të centrifugës që lëvizin me 400 deri në 500 metra në sekondë.

Kjo funksionon shumë si një rrotullues sallatëje që hedh ujë në anë ndërsa gjethet e sallatës mbeten në qendër. Urani më i rëndë-238 lëviz drejt skajeve të centrifugës, duke lënë uranin-235 në mes.

Kjo është vetëm efektive deri në një farë mase, kështu që procesi i rrotullimit bëhet përsëri dhe përsëri, duke rritur përqindjen e uranit-235.

Përdorin shumica e reaktorëve civilë bërthamorë “urani të pasuruar me pak” që është pasuruar deri në mes 3% dhe 5%. Kjo do të thotë që 3–5% e uraniumit total në mostër është tani uranium-235. Kjo është e mjaftueshme për të mbështetur një reaksion zinxhir dhe për të prodhuar energji elektrike.

Cili nivel pasurimi është i nevojshëm për armët bërthamore?

Për të arritur një reaksion shkëputës eksploziv, uranium-235 duhet të përqendrohet shumë më tepër se nivelet që përdorim në reaktorët bërthamorë për prodhimin e energjisë ose medicinës.

Nga ana teknike, një armë bërthamore mund të bëhet me vetëm 20% uranium-235 (e njohur si “urani i pasuruar shumë”), por sa më shumë të pasurohet uraniumi, aq më i vogël dhe më i lehtë mund të jetë arma. Vendet me armë bërthamore tendencë të përdorin rreth 90% uran të pasuruar, “cilësi për armë”.

Sipas Agjencisë Ndërkombëtare për Energjinë Atomike (IAEA), Irani ka pasuruar sasi të mëdha uraniumi deri në 60%. Në fakt, më lehtë të kalosh nga pasurimi i 60% në 90% sesa të arrish atë fillestar 60%. Kjo është për shkak se ka gjithnjë e më pak uranium-238 për t’u larguar.

Kjo është arsyeja pse Irani konsiderohet të jetë në rrezik ekstrem për prodhimin e armëve bërthamore, dhe pse teknologjia e centrifugës për pasurim mbetet e fshehtë.

Në fund, e njëjta teknologji centrifuge që prodhon karburant për reaktorët civilë mund të përdoret për të prodhuar armë bërthamore.

Inspektorët nga IAEA monitorojnë institucionet bërthamore në mbarë botën për të siguruar që vendet po respektojnë rregullat e përcaktuara në marrëveshjen globale për moszgjerimin bërthamor. Ndërsa Irani vazhdon të pasurojë uraniumin vetëm për “qëllime paqësore”, javën e kaluar bordi i IAEA vendosi se Irani ishte në shkelje të detyrimeve të saj nën marrëveshje.