Uranyum zenginleştirme nedir, nükleer silah nasıl elde edilir?

Avustralya Ulusal Üniversitesi Nükleer Fizik ve Hızlandırıcı Uygulamaları Bölümü’nden araştırmacı Kaitlin Cook, The Conversation’da kaleme aldığı yazıda nükleer bomba yapımının bilimsel arka planını anlattı.

İsrail’in cuma erken saatlerde başlattığı saldırılarda İran’da hedef aldığı kritik noktalar arasında Natanz, Isfahan ve Fordow nükleer tesisleri de var. Saldırılarda ayrıca onlarca nükleer bilimcinin de öldürüldüğü belirtiliyor. Bu saldırı, İran’ın nükleer programındaki hızlı ilerlemesi nedeniyle gerilimin zirveye çıktığı bir dönemde geldi. Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı’nın (UAEA) Yönetim Kurulu, perşembe günü 20 yıl aradan sonra ilk kez İran’ı denetçilerle iş birliği yapmadığı gerekçesiyle resmen kınamıştı. İran’ın nükleer tesislerde uranyumu yüzde 60’a kadar saflaştırdığı ve bir nükleer bomba elde etmeye yaklaştığı söyleniyor. Peki uranyum zenginleştirme tam olarak ne anlama geliyor? Avustralya Ulusal Üniversitesi Nükleer Fizik ve Hızlandırıcı Uygulamaları Bölümü’nden araştırmacı Kaitlin Cook, The Conversation’da kaleme aldığı yazıda nükleer bomba yapımının bilimsel arka planını anlattı.

URANYUM ZENGİNLEŞTİRME

Uranyumu zenginleştirmek, doğada bulunan uranyum elementini alıp, “uranyum-235” oranını artırırken, uranyum-238’i çıkarmak anlamına geliyor. Bu rakamlar elementin kaç proton ve nötrondan oluştuğu bilgisini veriyor. Doğada tüm maddeler atomlardan oluşuyor ve atomlar da protonlardan, nötronlardan ve elektronlardan meydana geliyor. Proton sayısı atomlara kimyasal özelliklerini veren ve çeşitli kimyasal elementleri birbirinden ayıran şey. Atomlar eşit sayıda proton ve elektrona sahip. Örneğin, Uranyumun 92 protonu varken, karbonun altı protonu mevcut. Ancak, aynı element farklı sayıda nötrona sahip olabilir. Cook, “Kimyasal reaksiyonlar için bu pek önemli değil, ancak nükleer reaksiyonları çok farklı olabilir” diyor. Uranyum-238 ile Uranyum-235 arasındaki farkCook’un aktarımına göre, yer altından çıkarılan uranyumun yüzde 99,27’si 92 proton ve 146 nötrona sahip “uranyum-238” oluyor. Bunun sadece yüzde 0,72’si 92 proton ve 143 nötrona sahip “uranyum-235” diye sınıflandırılabiliyor. Bu rakamlar kabaca “izotop oranları” diye de biliniyor. Nükleer güç reaktörleri veya nükleer silahlar için izotop oranlarını değiştirmek gerekiyor. Çünkü yalnızca uranyum-235, zincirleme bir nükleer fisyon (atomun parçalanması) sürecini destekleyebiliyor. Cook, “Bir nötron bir atomun fisyona uğramasına neden olur, bu da enerji üretir ve daha fazla nötron daha fazla fisyona neden olur. Süreç böyle işler” ifadelerini kullanıyor. “Bu zincirleme reaksiyon muazzam miktarda enerji açığa çıkarır. Bir nükleer silahta amaç, bu zincirleme reaksiyonun saniyenin bir kesrinde gerçekleşmesi ve nükleer bir patlama meydana getirmesidir. Sivil bir nükleer santralde İSE zincirleme reaksiyon kontrol edilir.”

URANYUM NASIL ZENGİNLEŞTİRİLİR?

Uranyumu zenginleştirmek de, doğada bulunan bu elementi alıp, uranyum-235 oranını artırırken, uranyum-238’i çıkarmak anlamına geliyor. Bunu yapmanın birden fazla yolu olsa da yaygın yöntem santrifüjle yapılan. İran’da da bunun için santrifüjler kullanılıyor. İsrail bombardımanında bu santrifüjler de hedef alındı. Cook’a göre santrifüjler, uranyum-238’in uranyum-235’ten yaklaşık yüzde 1 daha ağır olmasından yararlanıyor. Uranyumu (gaz halinde) alıyor ve onu dakikada 50 bin ila 70 bin devirde döndürüyor. “Bu, salata malzemesinin yeşil yaprakları ortada kalırken suyu kenarlara atan bir sebze kurutucusuna çok benzer şekilde çalışır. Daha ağır olan uranyum-238 santrifüjün kenarlarına doğru hareket eder ve uranyum-235’i ortada kalır. Ancak bu belirli bir ölçüde etkilidir, bu nedenle eğirme işlemi tekrar tekrar yapılarak uranyum-235 yüzdesi artırılır.”

NÜKLEER SİLAH İÇİN NE KADARI GEREKİR?

Çoğu sivil nükleer reaktörde yüzde 3 ila 5 arasında zenginleştirilmiş uranyum kullanıldığı biliniyor. Bunlara “düşük oranda zenginleştirilmiş uranyum” deniyor. Bu, numunedeki toplam uranyumun yüzde 3 ila 5’inin artık uranyum-235 olduğu anlamına geliyor ve zincirleme reaksiyonu sürdürmek ve elektrik üretmek için yeterli oluyor. Ancak “patlayıcı” bir zincirleme reaksiyon meydana getirebilmek için uranyum-235’in, nükleer reaktörlerde kullanılan seviyelerden çok daha fazla yoğunlaştırılması gerekiyor. Günümüzde nükleer silahlara sahip ülkeler genellikle yüzde 90 oranında zenginleştirilmiş uranyum kullanıyor. Cook, “Teknik olarak, bir nükleer silah sadece yüzde 20 oranında uranyum-235 ile de yapılabilir, ancak uranyum ne kadar zenginleştirilirse, silah o kadar küçük ve hafif olur” diyor. Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı’na (UAEA) göre İran büyük miktarda uranyumu yüzde 60’a kadar zenginleştirdi. Uzmanlar yüzde 60’lık bir zenginleştirmeden yüzde 90’a geçmenin, o yüzde 60’lık seviyeye ulaşmaktan daha kolay olduğu görüşünde. UAEA’dan müfettişler, ülkelerin küresel nükleer yayılmanın önlenmesi anlaşmasında belirtilen kurallara uymasını sağlamak için dünya çapındaki nükleer tesisleri izlemeye devam ediyor.