مدیریت، اقتصاد و توسعه

     ¤- اورانیوم یکی از عنصرهای شمیایی است که عدد اتمی آن ۹۲ و نشانه آن « U » است. ایزوتوپ ‎۲۳۵U آن در نیروگاه‌های هسته‌ای به عنوان سوخت و در سلاح‌های هسته‌ای به عنوان ماده منفجره استفاده می‌شود. اورانیوم به طور طبیعی فلزی است سخت، سنگین، نقره‌ای رنگ و پرتوزا. سال‌ها از اورانیوم به عنوان رنگ دهنده لعاب سفال یا برای تهیه رنگ‌های اولیه در عکاسی استفاده می‌شد و خاصیت پرتوزایی (رادیواکتیو) آن تا سال ۱۸۶۶ ناشناخته ماند و قابلیت آن برای استفاده به عنوان منبع انرژی تا اواسط قرن بیستم مخفی بود. اورانیوم در طبیعت بصورت اکسید و یا نمک‌های مخلوط در مواد معدنی (مانند اورانیت یا کارونیت) یافت می‌شود. این نوع مواد اغلب از فوران آتشفشان‌ها بوجود می‌آیند و نسبت وجود آنها در زمین برابر دو در میلیون نسبت به سایر سنگها و مواد کانی است. اورانیوم طبیعی شامل ‎۹۹/۳٪ از ایزوتوپ ‎۲۳۸U و ‎۰/۷٪ ‎۲۳۵U است. این فلز در بسیاری از قسمت‌های دنیا در صخره‌ها، خاک و حتی اعماق دریا و اقیانوس‌ها وجود دارد. میزان وجود و پراکندگی آن از طلا، نقره یا جیوه بسیار بیشتر است.
     راكتورهای هسته‌ای دو نوعند: راكتور آب سنگین و راكتور آب سبك. در راكتور آب سنگین می توان از اورانیوم طبیعی بعنوان سوخت استفاده كرد و همان میزان 0.72 درصد اورانیوم 235 (یعنی اورانیوم غنی نشده) كافی است، ولی در راكتور آب سبك برای ادامه‌ی واكنشهای زنجیره‌ای جهت تولید انرژی، میزان 0.72 درصد اورانیوم 235 كافی نیست. لازم به ذكر است كه این اورانیوم 235 است كه واكنشهای موجود در راكتور را پیش می برد و باید درصد آن تا مقدار مشخصی (2 تا 3 درصد برای یك نیروگاه هسته‌ای و بیش از 90 درصد برای بمب هسته‌ای) افزایش یابد. این یعنی غنی‌سازی. نیروگاه بوشهر از نوع آب سبك و نیروگاه اراك از نوع آب سنگین است.
     غنی سازی درواقع افزایش درصد ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۵ (U ۲۳۵) از ۷/۰ درصد به حدود ۴ الی ۵ درصد در مخلوط طبیعی اورانیوم است.
     مراحل غنی سازی، به اختصار به این صورت است كه ابتدا سنگ معدن اورانیوم استخراج شده را آسیاب كرده و به صورت پودر در می‌آورند سپس به این پودر، اسید سولفوریك اضافه می‌كنند و پس ازطی فرآیند شیمیایی خاصی و تخلیص سازی، اكسید اورانیوم را با اسید سولفوریك تركیب کرده و به سولفات اورانیل تبدیل می کنند و در آخر با افزودن حلال‌های مخصوصی به سولفات اورانیل، ماده‌ای جامدی به نام كیك زرد (اكسید اورانیوم‌U۳O۸ ) به وجود می اید كه شامل ۷۰ درصد اورانیوم بوده و دارای خواص پرتوزای می باشد. برای غنی سازی اورانیوم، باید ابتدا كیك زرد را با اتم فلئور (F۹)، ترکیب کرده و به صورت گاز هگزا فلوراید اورانیوم (UF۶) در بیاوریم. (هگزا فلورید اورانیوم UF۶ جامد است كه در دمای بالای ۵۶ درجه سانتیگراد بخار میشود). از این مرحله به بعد برای غنی سازی اورانیوم می توان از روشهای مختلفی استفاده نمود که یکی از آنها استفاده از سانتریفوژ می باشد. انتشار گازی (دیفیوژن)،الكترومغناطیس، لیزر و روش ایرودینامیكی نازل سایر روشهای غنی سازی به شمار می روند. 
     استفاده از سانتریفوژ برای جداسازی مواد با جرم های ویژه مختلف از صد سال پیش شروع شده است ولی در آن زمان بحث غنی سازی اصلاً مطرح نبود، به طوری كه از سال ۱۹۱۹ میلادی این روش برای جداسازی ایزوتوپ گازها مورد استفاده قرار گرفت؛ تا اینكه در جنگ جهانی دوم از دستگاه سانتریفوژ برای غنی سازی اورانیوم استفاده به عمل آمد.
     سانتریفوژ: سانتریفوژ ماشینی است که از آن برای چرخاندن مواد با سرعت بالا استفاده می شود. معمولا دستگاه سانتریفوژ برای جدا کردن ذرات جامد از یک مایع یا تقسیم مخلوط مایعات به اجزای مختلف آن به کار می رود. سریع ترین سانتریفوژ با نام (( فرامرکز گریز )) با سرعت ۲۰۰۰۰۰ دور در دقیقه می چرخد.  سانتریفیوژهایی که برای غنی سازی اورانیوم استفاده می‌شود حالت خاصی دارند که برای گاز تهیه شده‌اند که به آنها Hyper-Centrifuge گفته می‌شود. پیش از آنکه دانشمندان از این روش برای غنی سازی اورانیوم استفاده کنند از تکنولوژی خاصی بنام Gaseous Diffusion به معنی پخش و توزیع گازی استفاده می‌کردند. باید فرآیند غنی سازی در مراحل زیادی به صورت پشت سر هم كه آبشار (casade)نامیده می شود انجام پذیرد تا بتوان به غنای ۴الی ۵درصد رسید. به عنوان مثال اگر دستگاه سانتریفوژ جریان مخالفی داشته باشیم كه در هر ثانیه ۱۰۰۰ دور بتواند بزند باید در حدود شاید ۶۰۰۰۰ (شصت هزار) دستگاه پشت سر هم كه آبشار نامیده می شود كنار هم قرار داد تا بتوان ۴ الی ۵ درصد اورانیوم گازی شكل UF6 را غنی كرد.

     اما مجتمع FMP اصفهان Fuel Manufacturing Plant (شركت سوخت اتمي راكتورهاي ايران) که در روز ۲۰ فروردین افتتاح شده است آخرين و حساس‌ترين حلقه چرخه توليد سوخت هسته‌اي است كه با هدف توليد انواع مجتمع‌هاي سوخت مورد نياز راكتورهاي تحقيقاتي و نيروگاه‌هاي توليد برق هسته‌اي بنا شده است. برنامه‌ريزي انجام شده براي كارخانه FMP به گونه‌اي است كه بتواند ساليانه 10 تن سوخت طبيعي جهت راكتور تحقيقاتي آب سنگين 40 مگاواتي اراك و 30 تن سوخت غني‌شده با غناي حداكثر 5 درصد جهت راكتورهاي هسته‌اي آب سبك تحت فشار از قبيل نيروگاه 360 مگاواتي دارخوين يا نيروگاه‌هاي قدرت ديگر توليد كند.