İbrahim Uysal

Uranyum Zenginleştirme: Nükleer Silahların Arka Planındaki Süreçler

Uranyum Zenginleştirme: Nükleer Silahların Arka Planındaki Süreçler

İsrail’in İran’a Yönelik Saldırıları ve Nükleer Zenginleştirme Süreci

İsrail’in cuma sabahı erken saatlerde başlattığı hava saldırılarında İran'ın hedef aldığı stratejik noktalar arasında Natanz, Isfahan ve Fordow nükleer tesisleri de yer alıyor. Bu saldırılarda çok sayıda nükleer bilimcinin yaşamını yitirdiği iddia ediliyor.
Bu gelişme, İran’ın nükleer programındaki hızlı ilerleme nedeniyle gerilimin arttığı bir dönemde gerçekleşti. Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (UAEA) Yönetim Kurulu, perşembe günü, 20 yıllık bir aranın ardından İran’ı, denetçilerle iş birliği yapmadığı için resmi olarak kınamıştı.
İran’ın nükleer tesislerinde uranyumu yüzde 60 oranında saflaştırdığı ve nükleer silah edinme noktasına yaklaştığı bildiriliyor.
Uranyum zenginleştirme sürecinin tam olarak ne anlama geldiğine dair Avustralya Ulusal Üniversitesi Nükleer Fizik ve Hızlandırıcı Uygulamaları Bölümü’nden araştırmacı Kaitlin Cook, The Conversation'da detaylı bir açıklama yaptı.

Uranyum Zenginleştirme Nedir?

Uranyum zenginleştirme, doğada bulunan uranyum elementini alarak, “uranyum-235” oranını artırmayı ve uranyum-238’i çıkarmayı ifade ediyor. Bu rakamlar, elementin proton ve nötron sayısını belirtir.
Atomlar, protonlardan, nötronlardan ve elektronlardan oluşmaktadır. Proton sayısı, atomların kimyasal özelliklerini belirleyen unsurdur ve farklı kimyasal elementlerin ayırt edilmesini sağlar.
Atomlar genellikle eşit sayıda proton ve elektrona sahiptir. Örneğin, uranyum 92 protona sahipken, karbonun sadece altı protonu vardır. Ancak, aynı element farklı sayıda nötrona sahip olabilir. Cook, "Kimyasal tepkimelerde bu farkın pek önemi yoktur, fakat nükleer reaksiyonlarda büyük farklılıklar yaratabilir" şeklinde belirtiyor.
Uranyum-238 ile Uranyum-235 Arasındaki FarkCook'un belirttiğine göre, yeraltından çıkarılan uranyumun yaklaşık yüzde 99,27'si 92 proton ve 146 nötrona sahip olan “uranyum-238” şeklinde sınıflandırılıyor. Bunun yalnızca yüzde 0,72'si, 92 proton ve 143 nötrona sahip “uranyum-235” olarak tanımlanıyor. Bu oranlar, kabaca “izotop oranları” olarak biliniyor.
Nükleer enerji reaktörleri veya nükleer silahlar için bu izotop oranlarını değiştirmek gerekiyor. Çünkü yalnızca uranyum-235, zincirleme bir nükleer fisyon (atomun parçalanması) sürecini destekleyebilmektedir.
Cook, "Bir nötron bir atomun fisyona uğramasına yol açarak enerji üretir ve ek nötronlar daha fazla fisyon yaratır. Süreç bu şekilde işler" ifadelerini kullanıyor.
“Bu zincirleme reaksiyon büyük miktarda enerji açığa çıkarır. Bir nükleer silahın amacı, bu zincirleme sürecin saniyenin bir kesrinde gerçekleşmesini sağlamak ve nükleer bir patlama yaratmaktır. Sivil nükleer santralde ise bu zincirleme reaksiyon kontrol altındadır.”

Uranyum Nasıl Zenginleştirilir?

Uranyumu zenginleştirmek, doğadan elde edilen bu elementi alarak uranyum-235 oranını artırmayı ve uranyum-238’i çıkarmayı içerir.
Bunun birçok yolu mevcut olsa da en yaygın yöntem santrifüj kullanılarak gerçekleştirilmektedir. İran’da da bu işlem için santrifüjler kullanılmakta olup, İsrail'in bombardımanında bu santrifüjler de hedef alınmıştır.
Cook, santrifüjlerin uranyum-238'in uranyum-235'ten yaklaşık yüzde 1 daha ağır olmasından faydalandığını belirtiyor. Uranyumu (gaz formunda) alarak dakikada 50 bin ile 70 bin devirle döndürmektedir.
“Bu işlem, bir sebze kurutucusunun yeşil yaprakların ortada kalırken suyu dış taraflara atması gibi işler. Daha ağır olan uranyum-238 santrifüjün kenarlarına doğru hareket ederken, uranyum-235 ortada kalır. Ancak bu işlem belirli bir ölçüde etkili olduğu için, spinner işlemi tekrarlanarak uranyum-235 yüzdesi artırılır.”

Nükleer Silah İçin Ne Kadar Zenginleştirme Gerekir?

Çoğu sivil nükleer reaktörde, yüzde 3 ila 5 arasında zenginleştirilmiş uranyum kullanıldığı bilinmektedir. Buna "düşük oranda zenginleştirilmiş uranyum" denilmektedir. Bu, numunedeki toplam uranyumun yüzde 3 ila 5'inin uranyum-235'ten oluştuğu anlamına gelmekte ve zincirleme tepkimeyi sürdürmek ve elektrik üretmek için yeterlidir.
Fakat, "patlayıcı" bir zincirleme reaksiyon elde edebilmek için uranyum-235'in, nükleer reaktörlerde kullanılan seviyelerden çok daha fazla yoğunlaştırılması gerekmektedir. Günümüzde nükleer silah bulunduran ülkeler genellikle yüzde 90 oranında zenginleştirilmiş uranyum kullanmaktadır.
Cook, "Teknik olarak, bir nükleer silah yalnızca yüzde 20 oranında uranyum-235 ile de üretilebilir, ancak uranyum ne kadar fazla zenginleştirilirse, silah o kadar daha küçük ve hafif olur" açıklamasında bulunuyor.
Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (UAEA) verilerine göre, İran ciddi miktarda uranyumu yüzde 60’a kadar zenginleştirmiştir. Uzmanlar, yüzde 60’lık bir zenginleştirmeden yüzde 90’a geçmenin, o yüzde 60 seviyesine ulaşmaktan daha basit olduğunu değerlendirmektedir.
UAEA müfettişleri, ülkelerin küresel nükleer yayılmanın önlenmesine ilişkin anlaşma kapsamındaki kurallara uygun hareket ettiğinden emin olmak amacıyla dünya genelindeki nükleer tesisleri izlemeye devam ediyor.