Чому уран є «вузьким місцем» у конфліктах?

(Ден Трі) - Збагачення урану є одним із важливих методів у ланцюжку розвитку ядерної енергетики. Але цей крок також може бути дверима до технології атомної зброї.

Минулого тижня напруженість між Ізраїлем та Іраном загострилася, коли Ізраїль здійснив атаки на три ключові іранські ядерні об'єкти, в результаті чого загинуло кілька вчених . Ці три об'єкти – Натанз, Ісфахан та Фордо – мають довгу історію та є ключовими для іранської програми збагачення урану.

Натанз і Фордоу є основними об'єктами, що обслуговують процес збагачення урану з використанням сучасної технології газових центрифуг. Ісфахан відповідає за підготовку сировини (гексафториду урану – UF₆).

Всередині об'єкта зі збагачення урану в Ісфахані, за 450 км на південь від Тегерана (Фото: Reuters).

Атаки на ці об'єкти спрямовані на уповільнення або переривання виробництва високозбагаченого урану, що може перетворити Іран на державу, здатну незабаром мати атомну бомбу.

Які властивості має уран і чому необхідно його збагачувати?

Уран — хімічний елемент із символом U та атомним номером 92, що належить до групи актиноїдів періодичної таблиці. Це слаборадіоактивний важкий метал, який зустрічається в природі в рудах земної кори, особливо в розсипах, гранітах та осадових породах.

У природі уран існує переважно у формі урану-238 (U-238), що становить 99,27%, тоді як уран-235 становить лише близько 0,72%. Однак лише уран-235 має здатність генерувати енергію для використання в ядерних реакторах, а також для створення атомних бомб.

Уран у природному вигляді (Фото: Вікіпедія).

Отже, ми підходимо до концепції збагачення урану. Цей процес, по суті, полягає у видаленні ізотопу урану-238 для збільшення співвідношення урану-235 до необхідного рівня, що оптимізує виробництво енергії.

Для цього вони використовують центрифугу – пристрій, який обертається з дуже високою швидкістю, до 70 000 обертів за хвилину, – щоб використати дуже невелику різницю у вазі між U-238 та U-235.

Коли уран подається в центрифугу в газоподібному вигляді, важчі атоми (U-238) виштовхуються назовні, тоді як легші атоми (U-235) залишаються поблизу центру, тим самим поступово відділяючи U-235.

Густина ізотопів U-235 (світло-блакитний колір) до та після збагачення урану центрифугою (Фото: Science).

Цей процес повторюється тисячі разів для досягнення необхідного рівня збагачення. Зокрема, близько 3–5% для використання на атомних електростанціях та близько 90% для виробництва ядерної зброї.

Завдяки цій можливості уран, і особливо процес збагачення урану, ретельно контролюються на міжнародному рівні, оскільки одна й та сама технологія може служити як мирним , так і військовим цілям.

Володіння технологіями збагачення урану такими країнами, як Іран, завжди викликало глобальне занепокоєння, оскільки якби вони змогли достатньо підвищити співвідношення U-235, вони могли б створити зброю масового знищення за короткий час.

З технічної точки зору, збагачення урану – це надзвичайно складний процес, що вимагає складної інфраструктури, точного контролю та високих витрат. Саме це робить його ключовою межею між енергетичними (розвиток ядерної енергетики) та військовими амбіціями (ядерні бомби).

Рівні збагачення урану

4 рівні збагачення урану (Фото: centrumenergy).

Залежно від вмісту U-235, уран може служити для різних цілей. Зокрема, при вмісті 3–5% уран вважається «низькозбагаченим» (НОЗ), чого достатньо для використання в цивільних ядерних реакторах для виробництва енергії без ризику розповсюдження.

При вмісті 20% або більше уран класифікується як «високозбагачений» (ВЗЗ), що відповідає збройовому рівню. Зокрема, для ядерної зброї потрібен уран, збагачений до 90% – рівень, відомий як «глобальний збройовий ступінь».

Одним з тривожних моментів є те, що збагачення урану з 60% до 90% насправді набагато легше, ніж збагачення з 0,7% до 60%, оскільки кількість U-238, яку потрібно видалити, зменшується. Іншими словами, збагачення урану до збройового рівня легше, ніж збагачення його на першому етапі для використання в ядерному реакторі.

Процес SILEX передбачає відділення ізотопу U-235 за допомогою лазера. Ця технологія може змінити майбутнє збагачення, використовуючи менше простору та енергії (Фото: Science).

Окрім енергетики та зброї, уран також має значне медичне застосування.

Там ізотоп U-235 або високозбагачений уран може бути використаний для виробництва молібдену-99, радіоактивної речовини, необхідної для діагностичної візуалізації та лікування раку.

Таким чином, уран можна розглядати як матеріал з високим рівнем подвійного використання, який має як гуманітарний, так і військовий потенціал, залежно від того, як кожна країна підійде до цієї технології.

Під пильним наглядом міжнародних організацій

Через такий подвійний характер використання, технологія збагачення урану стала головним пріоритетом у договорах про нерозповсюдження ядерної зброї.

Міжнародне агентство з атомної енергії (МАГАТЕ) відіграє певну роль в інспектуванні та нагляді за діяльністю зі збагачення урану в країнах-членах, забезпечуючи, щоб цільове використання було цивільним, а не перетворювалося на військове.

Ці зобов'язання чітко визначені в Договорі про нерозповсюдження ядерної зброї (ДНЯЗ) 1968 року. Однак реальність моніторингу набагато складніша, оскільки такі країни, як Іран, підтримують часткову співпрацю з МАГАТЕ, продовжуючи розширювати свої потужності зі збагачення понад нормальний поріг.

Ключові ядерні об'єкти Ірану стали мішенню Ізраїлю (Фото: AP).

Як тільки Іран досягне 60% збагачення – вище, ніж для будь-яких цивільних цілей – багато експертів оцінюють, що країна може опинитися «на відстані виготовлення бомби» всього за кілька тижнів, якщо буде прийнято політичне рішення.

Саме тому об'єкти зі збагачення урану, такі як Натанз, Фордо, Ісфахан, часто стають ціллю не лише дипломатії, а й військової стратегії, як це сталося під час нещодавніх авіаударів.

Потенціал та стратегічна цінність урану

З огляду на сучасний розвиток, технологія збагачення урану рухається до проривів. Зокрема, дослідження з використанням лазерів (технологія SILEX) можуть відкрити можливості для збагачення, яке є набагато точнішим та ефективнішим, ніж центрифуги.

Однак це також створює багато нових викликів у контролі та поширенні технології, оскільки компактні лазерні системи набагато легше приховати, ніж масивні центрифужні установки.

Центр ядерних досліджень SCK CEN у місті Мол, провінція Антверпен, Бельгія (Фото: Belganewsagency).

З економічної точки зору, збагачення урану також стає дедалі більш комерційно вигідним. Країни, які не мають технологій збагачення, часто змушені імпортувати низькоуглеродний уран (НОУ) з інших країн або з міжнародних центрів збагачення – зазвичай комплексів у Росії, Франції чи Казахстані.

Глобальна картина показує, що з часом контроль над ураном перестав бути просто питанням безпеки, а став частиною довгострокової енергетичної стратегії багатьох країн.

Оскільки світ прагне перейти на низьковуглецеві джерела енергії, уран – як основне паливо для ядерної енергетики – може стати таким же важливим, як нафта чи природний газ, у 21 столітті.

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