دیروز ایران به آژانس انرژی اتمی اعلام کرد که قصد دارد دو ابشار ۱۷۴ تایی سانتریفیوژهای نسل IR-2m دیگر را در سایت زیر زمینی نطنز نصب کند. از این بهانه استفاده می‌کنیم و در این رشته توییت کمی درباره سانتریفیوژها و اهمیت سانتریفیوژ نسل IR-2m در 
تامین نیاز‌های سوخت اتمی ایران در راستای تامین انرژی کشور و فشار بیشتر به غرب صحبت می‌کنیم.
چالش ایران و دیگر کشورهایی که می خواهند اورانیوم را غنی کنند این است که غنی سازی در مقیاس چشم گیر به دلایل متعددی نیاز به استفاده از هزاران سانتریفیوژ دارد. تفاوت جرمی بین U-۲۳۵ و U-۲۳۸ به شدت کم است به طوری که فرایند تفکیک خود به صورت ذاتی فرایندی به شدت ناکارآمد است،
به عبارت دیگر در هر گام از غنی سازی مقدار بسیار کمی اورانیوم تفکیک میشود. این امر با این واقعیت ترکیب شده است که بخش عمده سانتریفیوژ ایران طرح های نسل اولیه ای هستند که قدمت آن به چند دهه پیش برمی گردد و به اندازه سانتریفیوژهای مدرن کارآمد نیستند. در نتیجه بسیاری
از مراحل به هم پیوسته از سانتریفیوژها برای رسیدن به سطوح غنی سازی بالاتر ضروری است. مشکل دیگر این است که UF6 به عنوان یک گاز در سانتریفیوژها تزریق می شود. از آنجا که گاز نسبت به مایعات یا جامدات کمتر متراکم است، تنها مقادیر کمی از این گاز را می توان در یک سانتریفیوژ تزریق کرد
و بدین جهت جداسازی درون هر روتور تنها مقدار کمی اورانیوم غنی شده تحویل میدهد. به این ترتیب برای جدا کردن مقادیر زیادی از U-235 در غنای بالاتر، بسیاری از سانتریفیوژها باید به صورت موازی و مرحله ای به هم متصل شوند و خروجی از یک مرحله باید تا رسیدن به غنای مورد نظر به ورودی
بسیاری از مراحل دیگر تغذیه شود. سانتریفیوژهای نصب شده به صورت موازی و مرحله ای یک آبشار نامیده میشود و می تواند هزاران سانتریفیوژ را در بر بگیرند. البته در این آبشار چیدمانِ هر یک از سانتریفوژ‌ها به گونه ای است که بتوان با کمترین تعداد سانتریفیوژ، غنای مورد نظر را به دست آورد.
همانطور که در تصویر زیر می‌بینید، مثلّا در آبشار ۱۶۴ تایی سانتریفیوژ نسل یک ایران، ۱۵ مرحله داریم که مرحلهٔ ۵ بیشترین (۲۴ ماشین) و مرحلهٔ آخر تنها یک ماشین را دارد. چنین آبشار با نرخ تزریق ۱۳.۵ میلی گرم در ثانیه گاز هکسا فلورید، ۱۱۳ کیلوگرم در سال اورنیوم غنی شده ۳.۵
درصدی میدهد. تزریق کمتر گاز، غنای بیشتری میدهد اما مقدار تولید اورنیوم غنی شده در سال را به شدت پایین میاورد. برای تولید اورانیوم با غنای بالاتر از شبکه ای از آبشار‌ها استفاده میشود که به صورت مرحله ای با تعداد ماشین کمتر در هر مرحله به هم متصل میشوند.
در تصویر زیر این شبکه را برای تولید اورنیوم با غنای ۹۰% را ملاحظه می‌کنید. در این تصویر به وضوح می‌بینید که وقتی ۲۰ درصد غنی سازی کنید، تقریبا بیشتر مسیر برای غنی سازی ۹۰ در صد را رفتید و بقیه راه را در مدت زمان کوتاهی و با تعداد سانتریفوژ‌های کمتری میتوانید طی کنید. این در
واقع دلیل اصلی است که چرا غربی‌ها روی ۲۰ درصد غنی سازی آنقدر حساس هستند و ایران آن را متاسفانه بسیار دیر شروع کرد. با همچین تعداد و چیدمان سانتریفیوژها (که در این تصویر نسل یک هستند) میتوان یک کیلوگرم اورنیوم ۹۰ درصد غنی شده ظرف ۴ روز تولید کرد، بنابرین برای ۱۵
کیلوگرم با غنای ۹۰ درصد به منظور ساخت یک بمب طراحی ساده شکافت هسته ای (simple implosion bomb) نیاز به ۲ ماه است. این هم یکی از دلایلی که غربی به تعداد سانتریفیوژها آنقدر حساس هستند که افزایش تعداد ماشین‌ها خود بی شک ابزار دیگری برای اعمال فشار بیشتر روی غرب خواهد بود.
اما در مورد سانتریفیوژ هایی که ایران دیروز قصد نصب آن را اعلام کرد. سانتریفوژ های IR-۲m از پیشرفت‌ترین و توسعه یافترین سانتریفیوژها است که در مقیاس بالا از آن استفاده میشود، البته سانتریفیوژهای پیشرفته دیگری هم ایران دارد (مثل سانتریفیوژ IR-8) که یا در حال توسعه هستند و
یا به میزان کمتری تولید شده ا‌ند و بیشتر در فاز تستی هستند. سانتریفیوژ IR-2m برگرفته شده از سانتریفوژ P-2 پاکستانی است. بر اساس اطلاعاتی که در دسترس است، P-2 خود نسخه کمی تغییر داده شده از سانترریفیوژ G-2 است. G-2 یک طراحی آلمانی با استفاده از روتور فولادی ماراگینگ با دو بخش بود.
سانتریفیوژ IR-2m قطری برابر با ۱۴،۵ سانتیمتر و ارتفاع موثر حدود یک متر را دارد. از دو بخش (segment) تشکیل شده، هر یک ساخت شده از فیبر کربن و دارای سرعت چرخشی برابر با ۵۵۰ متر بر ثانیه است. این ماشین توان تفکیک ماکزیمم ۶.۹ کیلوگرم اورانیوم غنی شده در سال را دارد،
به عبارت دیگر قدرت غنی سازی این ماشین تقریبا ۵ برابر ماشین‌های نسل اول ایران (IR-1) است.
اگر علاقمند هستید که بدانید ماکزیمم توان تفکیک یک دستگاه سانتریفیوژ در سال به صورت ساده و تجربی چه طوری به دست می‌‌آید باید ارتفاع موثر را ضرب در مجذور سرعت چرخش ماشین تقسیم بر عدد ۴۳۸۸۲ کنید، برای مثال ماشین IR-8 ایران با ارتفاع موثری بالغ بر ۲.۳ متر و سرعت چرخشی
برابر با ۵۵۰ متر بر ثانیه، توان تفکیکِ ۱۶ برابری نسبت به ماشین‌های نسل اول ایران را دارد. البته لازم به ذکر است که کلا وقتی ماشین‌ها به هم متصل میشوند، به صورت میانگین توان تفکیک کمتری پیدا میکنند. در اینجا از ارتفاع موثر صحبت می‌کنیم زیرا روتور (rotor) در درون یک
بدنه (casing) در حال چرخیدن هست، و فضای بین روتور و بدنه خلا می‌باشد، تا چرخش روتور درگیره اصطکاک با هوا نباشد. به همین دلیل ارتفاع کمتر از ارتفاعی است که مستقیما در تصاویر سانتریفیوژها ما میبینیم. این نسل از سانتریفیوژها در تعداد بیشتر توان بسیار خوبی را به
ایران برای غنای بالاتر اورنیوم مثل ۶۰ درصد برای فشار بیشتر فراهم میسازد. به هر روی نصب این نسل توسعه یافته و به مراتب کارآمد تر از سانتریفیوژهای نسل یک، به ایران امکان تولید سریع تر اورانیوم غنی شده در مقیاس دلخواه را میدهد و
در عین حال جدیت ایران را به غربی‌ها بیش از پیش به معرض نمایش میگذارد.
• • •
Missing some Tweet in this thread? You can try to
force a refresh
