เหตุใดยูเรเนียมจึงเป็น "จุดอ่อน" ในความขัดแย้ง?

(หนังสือพิมพ์ดานตรี) - การเสริมสมรรถนะยูเรเนียมเป็นหนึ่งในเทคนิคที่สำคัญยิ่งในห่วงโซ่การพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์ แต่ขั้นตอนนี้นั้นอาจเป็นประตูสู่เทคโนโลยีอาวุธนิวเคลียร์ได้เช่นกัน

สัปดาห์ที่ผ่านมา ความตึงเครียดระหว่างอิสราเอลและอิหร่านทวีความรุนแรงขึ้น เมื่ออิสราเอลโจมตีโรงงานนิวเคลียร์สำคัญ 3 แห่งของอิหร่าน ส่งผลให้ นักวิทยาศาสตร์ เสียชีวิตหลายคน โรงงานทั้งสามแห่ง ได้แก่ นาตันซ์ อิสฟาฮาน และฟอร์โดว์ มีประวัติศาสตร์ยาวนานและมีบทบาทสำคัญในโครงการเสริมสมรรถนะยูเรเนียมของอิหร่าน

ในบรรดาโรงงานเหล่านี้ นาตันซ์และฟอร์โดว์เป็นโรงงานหลักที่ให้บริการกระบวนการเสริมสมรรถนะยูเรเนียมโดยใช้เทคโนโลยีเครื่องเหวี่ยงแก๊สที่ทันสมัย ​​ส่วนอิสฟาฮานมีหน้าที่เตรียมวัตถุดิบ (ยูเรเนียมเฮกซาฟลูออไรด์ – UF₆)

ภายในโรงงานเสริมสมรรถนะยูเรเนียมในเมืองอิสฟาฮาน ซึ่งอยู่ห่างจากกรุงเตหะรานไปทางใต้ 450 กิโลเมตร (ภาพ: รอยเตอร์)

การโจมตีเป้าหมายไปยังโรงงานเหล่านี้มีจุดประสงค์เพื่อชะลอหรือขัดขวางการผลิตยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง ซึ่งอาจทำให้อิหร่านกลายเป็นประเทศที่มีศักยภาพด้านนิวเคลียร์ในระยะเวลาอันสั้น

ยูเรเนียมมีคุณสมบัติอย่างไร และเหตุใดจึงจำเป็นต้องมีการเสริมสมรรถนะยูเรเนียม?

ยูเรเนียมเป็นธาตุเคมีที่มีสัญลักษณ์ U และเลขอะตอม 92 จัดอยู่ในหมู่แอกทิไนด์ในตารางธาตุ เป็นโลหะหนักที่มีกัมมันตภาพรังสีอ่อนๆ พบได้ตามธรรมชาติในแร่บนเปลือกโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแหล่งแร่แบบตะกอน หินแกรนิต และหินตะกอน

ในธรรมชาติ ยูเรเนียมมีอยู่เป็นหลักในรูปของยูเรเนียม-238 (U-238) คิดเป็นสัดส่วนถึง 99.27% ​​ในขณะที่ยูเรเนียม-235 มีอยู่เพียงประมาณ 0.72% อย่างไรก็ตาม มีเพียงยูเรเนียม-235 เท่านั้นที่สามารถสร้างพลังงานเพื่อใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ รวมถึงในการผลิตระเบิดปรมาณูได้

ยูเรเนียมในรูปทรงธรรมชาติ (ภาพ: วิกิพีเดีย)

ดังนั้น เราจึงคุ้นเคยกับแนวคิดของการเสริมสมรรถนะยูเรเนียม กระบวนการนี้โดยพื้นฐานแล้วเกี่ยวข้องกับการค่อยๆ กำจัดไอโซโทปยูเรเนียม-238 ออกไป เพื่อเพิ่มสัดส่วนของยูเรเนียม-235 ให้ถึงระดับที่ต้องการ ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตพลังงานให้เหมาะสมที่สุด

ในการทำเช่นนี้ จะใช้เครื่องปั่นเหวี่ยง ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่หมุนด้วยความเร็วสูงมากถึง 70,000 รอบต่อนาที เพื่อใช้ประโยชน์จากความแตกต่างของน้ำหนักที่น้อยมากระหว่าง U-238 และ U-235

เมื่อนำยูเรเนียมในรูปก๊าซเข้าสู่เครื่องเหวี่ยงแยกสาร อะตอมที่หนักกว่า (U-238) จะถูกผลักออกไปด้านนอก ในขณะที่อะตอมที่เบากว่า (U-235) จะยังคงอยู่ใกล้ศูนย์กลาง ทำให้ U-235 แยกตัวออกไปทีละน้อย

ความหนาแน่นของไอโซโทป U-235 (สีฟ้าอ่อน) ก่อนและหลังการเสริมสมรรถนะยูเรเนียมด้วยเครื่องเหวี่ยงแยกสาร (ภาพ: Science)

กระบวนการนี้จะถูกทำซ้ำหลายพันครั้งเพื่อให้ได้ระดับการเสริมสมรรถนะที่ต้องการ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ประมาณ 3-5% จะถูกนำไปใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ และประมาณ 90% จะถูกนำไปใช้ในการผลิตอาวุธนิวเคลียร์

เนื่องจากความสามารถนี้ ยูเรเนียม โดยเฉพาะกระบวนการเสริมสมรรถนะยูเรเนียม จึงได้รับการตรวจสอบอย่างใกล้ชิดในระดับนานาชาติ เพราะเทคโนโลยีเดียวกันนี้สามารถนำไปใช้ได้ทั้งในด้านสันติและด้าน การทหาร

ข้อเท็จจริงที่ว่าประเทศอย่างอิหร่านครอบครองเทคโนโลยีการเสริมสมรรถนะยูเรเนียมนั้นเป็นเรื่องที่น่ากังวลในระดับโลก เพราะหากเพิ่มความเข้มข้นของยูเรเนียม-235 ให้สูงเพียงพอ พวกเขาสามารถผลิตอาวุธทำลายล้างสูงได้ในระยะเวลาอันสั้น

จากมุมมองทางเทคนิค การเสริมสมรรถนะยูเรเนียมเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนอย่างยิ่ง ต้องใช้โครงสร้างพื้นฐานที่ซับซ้อน การควบคุมที่แม่นยำ และต้นทุนที่สูงมาก นี่จึงเป็นสิ่งที่ทำให้มันเป็นเส้นแบ่งที่สำคัญระหว่างพลังงาน (การพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์) และความทะเยอทะยานทางทหาร (ระเบิดนิวเคลียร์)

ระดับการเสริมสมรรถนะยูเรเนียม

ระดับการเสริมสมรรถนะยูเรเนียมสี่ระดับ (ภาพ: centrusenergy)

ยูเรเนียมสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย ขึ้นอยู่กับเปอร์เซ็นต์ของ U-235 โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ที่ระดับ 3–5% ยูเรเนียมจะถือว่าเป็นยูเรเนียมเสริมสมรรถนะต่ำ (LEU) ซึ่งเพียงพอสำหรับการใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์พลเรือนเพื่อผลิตพลังงานโดยไม่มีความเสี่ยงต่อการแพร่กระจายอาวุธนิวเคลียร์

ยูเรเนียมที่มีความเข้มข้น 20% หรือสูงกว่านั้น จัดเป็นยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง (HEU) ซึ่งจัดเป็นเกรดที่ใช้ในการผลิตอาวุธนิวเคลียร์ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อาวุธนิวเคลียร์ต้องการยูเรเนียมเสริมสมรรถนะถึง 90% ซึ่งเป็นระดับที่เรียกว่า "เกรดอาวุธระดับโลก"

ประเด็นที่น่ากังวลประการหนึ่งคือ การเสริมสมรรถนะยูเรเนียมจาก 60% เป็น 90% นั้นง่ายกว่าการเสริมสมรรถนะจาก 0.7% เป็น 60% มาก เนื่องจากปริมาณ U-238 ที่ต้องกำจัดออกนั้นลดลง กล่าวอีกนัยหนึ่ง การเสริมสมรรถนะยูเรเนียมให้ถึงระดับที่ใช้ในการผลิตอาวุธนิวเคลียร์นั้นง่ายกว่าขั้นตอนเริ่มต้นสำหรับการใช้งานในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

กระบวนการ SILEX เกี่ยวข้องกับการแยกไอโซโทป U-235 โดยใช้เลเซอร์ เทคโนโลยีนี้อาจปฏิวัติอนาคตของการเสริมสมรรถนะยูเรเนียมโดยใช้พื้นที่และพลังงานน้อยลง (ภาพ: Science)

นอกจากด้านพลังงานและอาวุธแล้ว ยูเรเนียมยังมีประโยชน์อย่างมากในทางการแพทย์อีกด้วย

ที่นั่น ไอโซโทป U-235 หรือยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง สามารถนำมาใช้ผลิตโมลิบเดนัม-99 ซึ่งเป็นเภสัชภัณฑ์รังสีที่จำเป็นในการวินิจฉัยภาพทางการแพทย์และการรักษามะเร็ง

ดังนั้น ยูเรเนียมจึงถือเป็นวัสดุอเนกประสงค์สูง สามารถนำไปใช้ได้ทั้งในด้านมนุษยธรรมและทางการทหาร ขึ้นอยู่กับว่าแต่ละประเทศจะนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในแนวทางใด

อยู่ภายใต้การตรวจสอบอย่างใกล้ชิดจากองค์กรระหว่างประเทศ

ด้วยเหตุผลที่ว่าเทคโนโลยีการเสริมสมรรถนะยูเรเนียมมีประโยชน์สองด้าน จึงกลายเป็นประเด็นสำคัญอันดับต้นๆ ในข้อตกลงไม่แพร่กระจายอาวุธนิวเคลียร์

องค์การพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) ทำหน้าที่ตรวจสอบและกำกับดูแลกิจกรรมการเสริมสมรรถนะยูเรเนียมในประเทศสมาชิก เพื่อให้มั่นใจว่าการใช้งานตามที่ตั้งใจไว้เป็นไปเพื่อพลเรือนและไม่ได้ถูกนำไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางทหาร

สนธิสัญญาไม่แพร่กระจายอาวุธนิวเคลียร์ (NPT) ซึ่งลงนามในปี 1968 ระบุถึงพันธกรณีเหล่านี้ไว้อย่างชัดเจน อย่างไรก็ตาม ความเป็นจริงของการตรวจสอบนั้นซับซ้อนกว่ามาก เนื่องจากประเทศต่างๆ เช่น อิหร่าน ยังคงให้ความร่วมมือกับ IAEA เพียงบางส่วน ในขณะที่ยังคงขยายขีดความสามารถในการเสริมสมรรถนะยูเรเนียมเกินขีดจำกัดตามปกติ

อิสราเอลกำลังเล็งเป้าหมายไปที่สถานที่นิวเคลียร์สำคัญของอิหร่าน (ภาพ: AP)

เมื่ออิหร่านมีระดับการเสริมสมรรถนะยูเรเนียมถึง 60% ซึ่งสูงกว่าระดับที่ใช้เพื่อพลเรือน ผู้เชี่ยวชาญหลายคนประเมินว่าประเทศนี้สามารถลด "ช่วงเวลาการผลิตระเบิด" เหลือเพียงไม่กี่สัปดาห์ได้ หากมีการตัดสินใจ ทางการเมืองที่ถูกต้อง

นั่นจึงเป็นเหตุผลว่าทำไมโรงงานเสริมสมรรถนะยูเรเนียมอย่างเช่น นาตันซ์ ฟอร์โดว์ และอิสฟาฮาน จึงตกเป็นเป้าหมายบ่อยครั้ง ไม่เพียงแต่ในเชิงการทูตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในยุทธศาสตร์ทางทหารด้วย ดังเช่นที่เกิดขึ้นในการโจมตีทางอากาศครั้งล่าสุด

ศักยภาพและคุณค่าเชิงกลยุทธ์ของยูเรเนียม

ด้วยความก้าวหน้าในปัจจุบัน เทคโนโลยีการเสริมสมรรถนะยูเรเนียมกำลังก้าวไปสู่ความก้าวหน้าครั้งสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การวิจัยโดยใช้เลเซอร์ (เทคโนโลยี SILEX) อาจเปิดโอกาสให้การเสริมสมรรถนะมีความแม่นยำและมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อเทียบกับการใช้เครื่องหมุนเหวี่ยง

อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ก็ก่อให้เกิดความท้าทายใหม่ในการควบคุมและเผยแพร่เทคโนโลยี เนื่องจากระบบเลเซอร์ขนาดกะทัดรัดนั้นซ่อนเร้นได้ง่ายกว่าโรงงานหมุนเหวี่ยงขนาดใหญ่มาก

ศูนย์วิจัยนิวเคลียร์ SCK CEN ในเมืองโมล จังหวัดแอนต์เวิร์ป ประเทศเบลเยียม (ภาพ: Belganewsagency)

จากมุมมองทางเศรษฐกิจ กระบวนการเสริมสมรรถนะยูเรเนียมก็มีมูลค่าทางการค้าเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ประเทศที่ไม่มีเทคโนโลยีการเสริมสมรรถนะมักจะต้องนำเข้ายูเรเนียมเสริมสมรรถนะต่ำ (LEU) จากประเทศอื่นๆ หรือจากศูนย์เสริมสมรรถนะระหว่างประเทศ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเป็นศูนย์ในรัสเซีย ฝรั่งเศส หรือคาซัคสถาน

ภาพรวมทั่วโลกแสดงให้เห็นว่า การควบคุมยูเรเนียมไม่ได้เป็นเพียงประเด็นด้านความมั่นคงอีกต่อไป แต่ได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของยุทธศาสตร์ด้านพลังงานระยะยาวของหลายประเทศแล้ว

ในขณะที่โลกกำลังพยายามเปลี่ยนไปใช้แหล่งพลังงานคาร์บอนต่ำ ยูเรเนียมซึ่งเป็นเชื้อเพลิงหลักสำหรับพลังงานนิวเคลียร์ อาจกลายเป็นปัจจัยสำคัญไม่น้อยไปกว่าน้ำมันหรือก๊าซธรรมชาติในศตวรรษที่ 21

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