بیا یه خبر داغ از دنیای انرژی هسته‌ای برات تعریف کنم! شرکت دولتی روسیه تو حوزه انرژی هسته‌ای – یعنی Rosatom – که اسمش رو زیاد تو اخبار شنیدی، با بخش تولید سوخت خودش به اسم TVEL اومده یه شاهکار مهندسی جدید رو معرفی کرده: سانتریفیوژ نسل دهم که بهش HZ-10 می‌گن! حالا شاید بپرسی سانتریفیوژ دقیقاً چیه؟ راستش یه دستگاهیه که باهاش اورانیوم رو غنی‌سازی می‌کنن. سانتریفیوژ یعنی یه چیزی که با سرعت خیلی زیاد می‌چرخه و باعث میشه مواد سبک و سنگین از هم جدا بشن، که تو اینجا هدف اصلی جدا کردن ایزوتوپ اورانیوم-۲۳۵ از اورانیوم-۲۳۸ هست (ایزوتوپ یعنی همون اتم‌هایی که تعداد پروتونشون یکیه، ولی نوترون متفاوت دارن).
ماجرای این HZ-10 أنقد مهمه چون نسبت به تمام سانتریفیوژهایی که قبلاً روسیه ساخته بود، کلی بهبود داره و عملکردش حسابی بالاتر رفته. TVEL گفته ما یه دسته‌ی آزمایشی از این سانتریفیوژهای نسل دهم رو ساختیم تا بتونیم تو شرایط واقعی صنعتی تستشون کنیم – یعنی قبل اینکه انبوه تولیدشون رو راه بندازن، می‌خوان ببینن واقعاً جواب میدن یا نه. این بخش تست آزمایشی، مرحله آخر توسعهشه و قبل از شروع تولید سریعی انجام میشه.
اتفاقاً معاون ارشد بخش علمی‌فنی TVEL، آقای الکساندر اوگریوموف، حسابی به این پروژه افتخار کرده و گفته: «این یه دستاورد تاریخی برای طراحا، تکنولوژها و تولیدکننده‌هامونه!» طرف خیلی هم تأکید داشت که ما داریم نسل قبلی سانتریفیوژها رو کم کم با این مدل‌های مدرن و بسیار کارآمد – مثلاً GC-9+ و الان GC-10 – عوض می‌کنیم. GC-10 قراره آینده غنی‌سازی اورانیوم تو روسیه رو خیلی پیشرفته‌تر و بهینه‌تر کنه.
شاید جالب باشه بدونی الان روسیه بیش از یک‌سوم بازار جهانی غنی‌سازی اورانیوم رو در دست داره! یعنی هر کی تو دنیا بخواد سوخت اتمی بسازه، احتمال خیلی زیاد باید با Rosatom سر و کله بزنه. تازه با معرفی این HZ-10، انتظار میره هم راندمان و هم بازدهی این کارخونه‌هاشون بره بالاتر.
البته هنوز اطلاعات فنی خیلی جزئی رو منتشر نکردن، اما TVEL گفته که هر سری دستگاه جدید که تولید کردیم، اصلی‌ترین هدفمون بهتر شدن عملکرد و قوی‌تر شدنش نسبت به نسل قبلی بوده. فرآیند تست نهایی قبل از شروع تولید انبوه تو یه مجموعه تخصصی به اسم «مجتمع جداسازی و تصعید» اجرا میشه، که در واقع بخش‌هایی از کارخونه‌ان که کارشون جدا کردن ایزوتوپ‌های اورانیوم تو TVEL هست.
حالا اصلاً این سانتریفیوژای گازی چجوری کار می‌کنن؟ ماجرای فنیش جالبه و خیلی هم پیچیده نیست: اساسِ کارش اینه که اورانیوم طبیعی رو به یه گاز به اسم “هگزافلوراید اورانیوم” تبدیل می‌کنن (اینم بدون: هگزافلوراید اورانیوم یه ترکیب خیلی فرّاره که اورانیوم رو به حالت گازی درمیاره). بعد این گاز رو توی سانتریفیوژهای عظیم با چرخش خیلی بالا – تا هزار دور تو هر ثانیه! – می‌چرخونن. مولکول‌های سنگین‌تر (که بیشتر اورانیوم-۲۳۸ دارن) می‌رن سمت دیواره‌ها و مولکول‌های سبک‌تر (یعنی اورانیوم-۲۳۵ که همون سوخت مورد نیاز راکتور هست) بیشتر وسط جمع می‌شن.
به تدریج و با چند مرحله سانتریفیوژ، غلظت اورانیوم-۲۳۵ افزایش پیدا می‌کنه. اورانیوم معمولی فقط ۰.۷٪ اورانیوم-۲۳۵ داره (یعنی تقریباً هیچی!)، اما برای استفاده تو سوخت نیروگاه‌های هسته‌ای باید غلظتش رو برسونن به حدود ۳.۵ تا ۵ درصد که اسمش میشه “اورانیوم با غنای پایین” یا Low Enriched Uranium. البته راکتورهای پیشرفته‌تر و کوچیک‌تر احتمالاً حتی غنای بالاتری هم لازم دارن!
خلاصه که روسیه زده وسط بازار و با این ابزار جدید حسابی می‌خواد جای پای خودش رو محکم‌تر کنه. TVEL هم تأکید کرده که روش سانتریفیوژ، فعلاً مؤثرترین راه جداسازی ایزوتوپ‌های اورانیومه و هیچ تکنولوژی فعلاً نزدیکش نیست.
همه این حرفا یعنی به زودی صنعت انرژی هسته‌ای دنیا می‌تونه منتظر تجهیزات و قابلیت‌های خیلی پیشرفته‌تری باشه. حالا باید منتظر بمونیم که نتیجه تست‌های صنعتی چی میشه و HZ-10 روسیه واقعاً چقدر می‌ترکونه!
منبع: +
