معرفی اجمالی پروژه غنی سازی اورانیوم نطنز

دانش تولید و بهره برداری از سوخت هسته ای یکی از پیچیده ترین و پیشرفته ترین فن آوری های فوق مدرن است .چرخه سوخت هسته ای که از معدن آغاز و به نیروگاه ختم می شود شامل چند مرحله است که هر مرحله آن دارای پیچیدگیهای خاص خود بوده و لازمه طی آنها ایجاد توانمندی و به فعل در آوردن دانش و استعداد ، همزمان با تسلط بر فرآیندهای صنعتی این فن آوری است.

یکی ازمهمترین حلقه های چرخه سوخت هسته ای ، غنی سازی اورانیوم می باشد . اورانیوم موجود در طبیعت دارای سه ایزوتوپ طبیعی 234(به میزان 006/0درصد وزنی) ، 235 (به میزان 71/0 درصد وزنی) و 238 (به میزان 284/99 درصد وزنی) می باشد که از این میان ایزوتوپ 235 در شرایط خاص به اسانی شکافته می شود و انرژی زیادی آزاد می کند. اما چون مقدار طبیعی آن پایین است و حدود 71/0 درصد می باشد ، برای تولید انرژی باید طی فرایند غنی سازی مقدار آن به 3 تا 4 درصد افزایش یابد.فرایند افزایش مقدار درصد ایزوتوپ 235 را غنی سازی اورانیوم می نامند .

در حال حاضر تنها مرکز غنی سازی در کشور تاسیسات غنی سازی نطنز می باشد که پروژه ساخت این تاسیسات در حال انجام است.در ابتدا علاوه بر ناشناخته بودن فن آوری غنی سازی اورانیوم به لحاظ علمی ، فنی و تجربی ، عذم دسترسی به ابزارهای صنعتی مورد نیاز نیز از مشکلات بزرگ فرا رو محسوب می شد . عدم امکان ورود ماشینهای سانتریفیوژ به کشور و عدم دسترسی به فن آوری ساخت آنها معضل بزرگی بود که به دست فرزندان غیور این کشور مرتفع شد . متخصصین با تلاش شبانه روزی خود موفق شدند تا علاوه بر دستیابی به فن آوری طراحی وساخت این ماشینها با توانایی گردش 1000 دور در ثانیه کثیری از ماشینهای مذکور را تولید و مونتاژ کرده و  در زنجیره بهره برداری نصب کنند که این موجب تحسین همگان و شگفتی کارشناسان خارجی گردیده است.

فرآیندهای اصلی که طی آن عملیات غنی سازی در سایت نطنز صورت می گیرد شامل مراحل :

-          عملیات خوراک دهی در ایستگاه تغذیه

-          عملیات غنی سازی در سالن ماشینها

و عملیات جمع اوری در واحد جمع آوری است .

در اولین واحد ، خوراک لازم جهت تغذیه ماشین های سانتریفیوژ تامین می شود . UF6 تولید شده در کارخانه     UCF اصفهان با استفاده از مخازن 48X و با غنای 71 صدم در صد به واحد خوراک دهی وارد شده و با استفاده از تجهیزات خاص در درون گرم کن هایی به نام اتوکلاو قرار می گیرند.اتوکلاوها بوسیله حرارت ، UF6 را از حالت جامد به گاز تبدیل می کنند و گاز UF6 آماده انتقال به دومین واحد غنی سازی می شود . در واحد جداسازی که مهمترین بخش پروژه غنی سازی می باشد ، درصد وزنی ایزوتوپ 235 اورانیوم از 71 صدم درصد به 3 الی 4 درصد افزایش می یابد . این واحد متشکل از تعداد زیادی ماشین سانتریفیوژ است که در قالب آبشارهای 164 تایی و به صورت موازی طراحی شده اند . هر آبشار 164 تایی از 15 مرحله تشکیل شده است .در سانتریفیوژ مواد از وسط محور چرخشی وارد شده و با حرکت در طول محور و جداره در دو جهت مختلف موجب ایجاد غلظت ایزوتوپی در طول محور می شود . در نتیجه می توان ایزوتوپهای سبک و سنگین را در دو انتهای محور و در نزدیک جداره سانتریفیوژ برداشت نمود . بدین ترتیب که پس از تزریق گاز UF6 به ماشین ها ، ایزوتوپهای 235و238 اورانیوم بوسیله نیروی گریز از مرکز حاصل از دوران بسیار سریع روتور که به 1000 دور در ثانیه می رسد ، از هم جدا شده و گاز غنی شده توسط سیستم گازرسانی به ماشین های مرحله بعدی زنجیره و گاز تهی شده از ایزوتوپ 235 به مرحله قبلی زنجیره باز گردانده می شود تا فرایند غنی سازی تکمیل گردد. در سومین واحد ، UF6 های غنی شده و تهی شده توسط تله های سرد که وظیفه سرد سازی و انجماد گاز UF6 را بر عهده دارند جمع آوری و بصورت مجزا در مخازن موسوم به 30B انباشته می شوند . مجموعه فرایند های غنی سازی اغلب در شرایط خلا و فشارهای بسیار پایین تر از فشار اتمسفر انجام شده و این مطلب بر پیچیدگی کار بسیار می افزاید . واحد جمع آوری از طریق پمپ های خلا کار خلاسازی را نیز انجام می دهد.

این پروژه بنا به دلایلی چند از اهمیت خاصی برخوردار است:

-بدون راه اندازی این پروژه چرخه سوخت هسته ای کشور کامل نخواهد شد.

- این پروژه برای اولین بار در ایران در حال انجام است و تا کنون نمونه داخلی آن اجرا نشده است .

- دراین پروژه از مشاوران خارجی به هیچ عنوان استفاده نشده است .

- بنا به دلایل متعدد قسمتهای مخلف این پروژه اعم از طراحی ، آزمایش ، اجرا و ساخت بصورت همزمان و توسط متخصصین داخلی در حال انجام است.

بدون شک دستاورد ارزشمند و گرانبهای تولید و مونتاژ ماشینهای سانتریفیوژ و دست یابی به دانش فنی غنی سازی در مقیاس صنعتی که تنها با اتکا به همت و توانایی جوانان این مرز و بوم ، به بار نشسته سند افتخار کشورهای اسلامی و در حال توسعه می باشد.ح/