Почему уран является «узким местом» в конфликтах?

(Дэн Три) Обогащение урана — один из важных методов в цепочке развития ядерной энергетики. Но этот шаг также может стать путём к созданию ядерного оружия.

Напряженность между Израилем и Ираном обострилась на прошлой неделе, когда Израиль нанес удары по трём ключевым иранским ядерным объектам, в результате чего погибло несколько учёных . Эти три объекта — Натанз, Исфахан и Фордо — имеют давнюю историю и играют ключевую роль в иранской программе обогащения урана.

Натанз и Фордо являются основными объектами, обслуживающими процесс обогащения урана с использованием современной газоцентрифужной технологии. Исфахан отвечает за подготовку сырья (гексафторида урана – UF₆).

Внутри завода по обогащению урана в Исфахане, в 450 км к югу от Тегерана (Фото: Reuters).

Целью нападений на эти объекты является замедление или срыв производства высокообогащенного урана, что в краткосрочной перспективе может превратить Иран в государство, способное обладать ядерным оружием.

Каковы свойства урана и почему необходимо его обогащать?

Уран — химический элемент с символом U и атомным номером 92, относящийся к группе актинидов периодической системы элементов. Это слаборадиоактивный тяжёлый металл, встречающийся в природе в рудах земной коры, особенно в россыпях, гранитах и осадочных породах.

В природе уран встречается преимущественно в форме урана-238 (U-238), составляя 99,27%, тогда как на долю урана-235 приходится лишь около 0,72%. Однако только уран-235 способен генерировать энергию для использования в ядерных реакторах, а также для создания атомных бомб.

Уран в природном виде (Фото: Wikipedia).

Итак, мы подошли к концепции обогащения урана. Этот процесс, по сути, представляет собой постепенное удаление изотопа урана-238 для повышения содержания урана-235 до необходимого уровня, что оптимизирует производство энергии.

Для этого они используют центрифугу — устройство, вращающееся на очень высоких скоростях, до 70 000 оборотов в минуту, — чтобы использовать очень небольшую разницу в весе между U-238 и U-235.

Когда уран подается в центрифугу в газообразном виде, более тяжелые атомы (U-238) выталкиваются наружу, а более легкие атомы (U-235) остаются ближе к центру, тем самым постепенно отделяя U-235.

Плотность изотопов U-235 (светло-голубой) до и после обогащения урана с использованием центрифуг (Фото: Science).

Этот процесс повторяется тысячи раз для достижения необходимого уровня обогащения. В частности, около 3–5% для использования на атомных электростанциях и около 90% для производства ядерного оружия.

Благодаря этой способности уран и особенно процесс обогащения урана находятся под пристальным международным контролем, поскольку одна и та же технология может служить как мирным, так и военным целям.

Наличие у таких стран, как Иран, технологий обогащения урана всегда вызывало обеспокоенность во всем мире, поскольку, если бы им удалось достаточно высоко поднять содержание U-235, они могли бы за короткое время создать оружие массового уничтожения.

С технической точки зрения, обогащение урана — чрезвычайно сложный процесс, требующий сложной инфраструктуры, точного контроля и высоких затрат. Именно это делает его ключевым разделительным звеном между энергетикой (развитием ядерной энергетики) и военными амбициями (созданием ядерных бомб).

Уровни обогащения урана

4 уровня обогащения урана (Фото: centrusenergy).

В зависимости от содержания U-235 уран может использоваться в различных целях. В частности, уран с концентрацией 3–5% считается «низкообогащённым» (НОУ), что достаточно для использования в гражданских ядерных реакторах для производства энергии без риска распространения.

При содержании 20% и более уран классифицируется как «высокообогащённый» (ВОУ), то есть оружейный. В частности, для ядерного оружия требуется уран, обогащённый до 90% — уровень, известный как «глобальное оружейное качество».

Беспокоит тот факт, что обогатить уран с 60% до 90% на самом деле гораздо проще, чем с 0,7% до 60%, поскольку количество U-238, которое необходимо удалить, уменьшается. Другими словами, обогащать уран до оружейного качества проще, чем обогащать его до первой ступени для использования в ядерном реакторе.

Технология SILEX предполагает разделение изотопа U-235 с помощью лазера. Эта технология может изменить будущее обогащения, сокращая потребление пространства и энергии (Фото: Science).

Помимо энергетики и оружия, уран также имеет важное медицинское применение.

Там изотоп U-235 или высокообогащенный уран можно использовать для производства молибдена-99 — радиоактивного вещества, необходимого для диагностической визуализации и лечения рака.

Таким образом, уран можно рассматривать как материал с двояким назначением, имеющий как гуманитарный, так и военный потенциал, в зависимости от того, как каждая страна подходит к этой технологии.

Под пристальным наблюдением международных организаций

Ввиду своей двойной природы технология обогащения урана стала предметом первостепенной озабоченности в договорах о нераспространении ядерного оружия.

Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) играет важную роль в инспектировании и надзоре за деятельностью по обогащению урана в государствах-членах, гарантируя, что предполагаемое использование урана носит гражданский характер и не переводится в военные цели.

Эти обязательства чётко определены в Договоре о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО) 1968 года. Однако на практике контроль значительно сложнее, поскольку такие страны, как Иран, поддерживают частичное сотрудничество с МАГАТЭ, продолжая при этом расширять свои мощности по обогащению урана сверх обычного порога.

Ключевые ядерные объекты Ирана находятся под прицелом Израиля (Фото: AP).

По оценкам многих экспертов, как только Иран достигнет уровня обогащения в 60% — что превышает уровень любого мирного использования, — страна может оказаться «на расстоянии бомбы» всего за несколько недель, если будет принято политическое решение.

По этой же причине обогатительные объекты, такие как Натанз, Фордо, Исфахан, часто становятся мишенью не только дипломатических, но и военных стратегических нападений, как это произошло во время недавних авиаударов.

Потенциальная стратегическая ценность урана

В настоящее время технология обогащения урана движется к прорыву. В частности, исследования с использованием лазеров (технология SILEX) могут открыть возможность гораздо более точного и эффективного обогащения, чем с помощью центрифуг.

Однако это также создает множество новых проблем в контроле и распространении технологии, поскольку компактные лазерные системы гораздо легче спрятать, чем массивные центрифужные установки.

Центр ядерных исследований SCK CEN в Моле, провинция Антверпен, Бельгия (Фото: Belganewsagency).

С экономической точки зрения обогащение урана становится всё более коммерчески выгодным. Странам, не имеющим технологий обогащения, часто приходится импортировать НОУ из других стран или из международных центров обогащения – обычно это комплексы в России, Франции или Казахстане.

Глобальная картина показывает, что со временем контроль над ураном перестал быть просто вопросом безопасности, а стал частью долгосрочной энергетической стратегии многих стран.

Поскольку мир стремится перейти на низкоуглеродные источники энергии, уран — основное топливо для ядерной энергетики — может стать таким же важным, как нефть или природный газ в XXI веке.

Источник: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/tai-sao-uranium-la-nut-that-trong-cac-cuoc-xung-dot-20250621175146509.htm