Nükleer enerjinin temel hammaddesi uranyum, doğal haliyle doğrudan kullanılamıyor. Güç üretimi veya nükleer teknoloji uygulamaları için önce zenginleştirilmesi gerekiyor. Peki bu süreç nasıl işliyor?
Nükleer silahlarda kullanılan uranyumu doğada daha yaygın olan türünden ayırmak ciddi bir mühendislik becerisi gerektiriyor. Asıl zorluk, uranyumu nasıl ayıracağını bilmekten çok bu işi yapacak donanımı kurmak ve çalıştırmakta yatıyor.
Uranyum atomları, tıpkı diğer tüm elementlerin atomları gibi, doğada izotop adı verilen farklı formlarda bulunuyor. Her izotop çekirdeğinde farklı sayıda atom bulunduruyor.
Uranyumsa doğada iki izotop olarak bulunuyor; U-235 ve U-238. Doğada bulunan uranyumun yüzde 99’u U-238. Fakat nükleer reaksiyonlarda enerji üretebilen izotop, doğada daha az bulunan U-235 izotopu. yüzde 0,7’lik bir U-235 izotopu, nükleer reaksiyon başlatmak için yeterli olmuyor. Bu sebeple bu oran artırılıyor, yani zenginleştiriliyor.
Uranyum katı bir halde çıkarılıyor. Genellikle sarı toz halinde çıkarılan uranyum oksit (U₃O₈), bu formda zenginleştirilemiyor çünkü bu işlem için uranyumun düşük sıcaklıkta ve gaz halde olması gerekiyor. Çıkarılan madde, kimyasal süreç ile uranyum hekzaflorür (UF₆) adlı bileşiğe dönüştürülüyor ve gaz haline gelen uranyum hekzaflorür, gaz santrifüjleri adı verilen cihazlara gönderiliyor.
Bu cihazlar, çok yüksek hızla dönüyor ve merkezkaç kuvveti uyguluyor. Santrifüj dönerken, daha ağır olan U-238 dışarı doğru savruluyor, daha hafif olan U-235 merkeze yakın kalıyor. Bu şekilde U-235 oranı artırılmış oluyor. Santrifüj adımlarında gaz halinde bulunan U-235 başka bir kimyasal reaksiyonla katı metal hale dönüştürülüyor.
Yüzde 3-5 oranındaki U-235 izotopu nükleer enerji santralleri için yeterliyken, silah yapımı için yüzde 90’ın üzerinde bir uranyuma ihtiyaç duyuluyor. Uranyum ayrıştırmanın ne kadar büyük bir çaba gerektirdiğini anlamak için, ABD’nin Hiroşima’ya attığı bombanın yapımına bakılabilir.
Bu bombada 62 kilogram U-235 kullanılıyor. 62 kilogramlık U-235 için yaklaşık 4 tonluk uranyum cevherinden ayırma işlemi gerçekleştiriliyor. Bu işlem dönemin en büyük binasında gerçekleştiriliyor ve ABD’nin toplam elektrik üretiminin yüzde 10’u bu iş için harcanıyor. Tesisi inşa etmek için 20 bin kişi, işletmek için 12 bin kişi çalışıyor ve yalnızca donanım için 1944 yılında 500 milyon dolardan fazla harcanıyor. Bu rakam, bugün yaklaşık 9,2 milyar dolar ediyor.
Bu tehlike dolayısıyla yeni tedarikçinin sektöre girişi için oldukça büyük önlemler alınıyor. Bu nedenle, dünya çapında sınırlı sayıda tesis işleten zenginleştirme tedarikçisi bulunuyor.
Şu anda üç büyük üretici bulunuyor: Orano, Rosatom ve Urenco, Fransa, Almanya, Hollanda, İngiltere, ABD ve Rusya’da büyük ticari zenginleştirme tesisleri işletiliyor. CNNC, büyük bir yerel tedarikçi ve ihracat satışlarını sürdürüyor.
Kaynak: 2NNews
