پنج شنبه 9 بهمن 1393 | به روز شده: 1 ساعت و 6 دقیقه قبل

HAMSHAHRIONLINE

The online version of the Iranian daily Hamshahri
ISSN 1735-6393
سه شنبه 3 بهمن 1385 - 08:08:45 | کد مطلب: 14015 چاپ

آشنایی با سانتریفوژ

دانش > دانش - رامتین راوندی:
این روزها یکی از واژه‌هایی که در ارتباط با مباحث انرژی هسته‌ای، به طور مکرر شنیده می‌شود دستگا‌ه‌های «سانتریفوژ» است.

 در مطلبی که از پی می‌آید، مولف کوشیده است با اطلاعاتی در حد  دانش عمومی خوانندگان روزنامه، سانتریفوژ را شرح دهد.

اولین سانتریفوژ صنعتی دنیا بیش از نیم قرن پیش توسط یک دانشمند آلمانی به نام زیپه اختراع شد و به طور عملیاتی مورد استفاده قرار گرفت. البته تکنولوژی آن با سانتریفوژهای امروزی فرق زیادی داشت، ولی اصول کار آن فرقی با سانتریفوژهای امروزی نداشت.

 در صنعت سوخت هسته‌ای، این وسیله نقشی اساسی دارد جهت جدا کردن ایزوتوپ‌های اورانیوم235 و اورانیوم238در گاز هگزافلوراید اورانیوم(UF6) از سانتریفوژ استفاده می‌شود. البته روش‌های متعددی مانند جداسازی ایزوتوپی الکترومغناطیسی، پخش دیفوزیون گازی، دیفوزیون گرمایی، فرآیندهای آئرودینامیکی، جداسازی ایزوتوپی لیزری، تبادل یونی و فرایند جداسازی پلاسمایی وجود دارد ولی در بیش از 95درصد صنعت هسته‌ای جهان، اورانیوم به وسیله یکی از دو روش سانتریفوژ گازی و پخش گازی جدا شده و غنی می‌شود.


 سانتریفوژ دستگاه استوانه‌ای شکلی است که درست مثل توربین هواپیما پره‌هایی در وسط آن وجود دارد. این پره‌ها به طور متوسط در هر ثانیه 1000 دور می‌زنند. در نتیجه این چرخش، اورانیوم سنگین روی دیواره آخرین سانتریفوژ قرار می‌گیرد و اورانیوم235در کنار آن می‌نشیند. باید هزاران سانتریفوژ در کنار هم قرار گیرند تا بتوان با کمک مجموعه آنها اورانیوم را غنی کرد ایران در فرآیند کاربردی غنی‌سازی از روش سانتریفوژ گازی استفاده می‌کند.


 در روش پخش گازی، هگزافلوراید اورانیوم تحت فشار از میان یک سری دیافراگم‌ها یا غشاهای متخلخل عبور کرده و از آنجایی که اورانیوم 235 سبک‌تر از اورانیوم 238 می‌باشد آنها سریعتر حرکت کرده و امکان کمی بیشتری برای عبور از سوراخ‌های موجود در غشا را دارند.


 گاز UF6 که از طریق غشا پخش می‌شود اندکی غنی بوده ضمن اینکه آنچه نمی‌تواند گذر کند از اورانیوم 235 تهی است.


در روش پخش گازی دوران سریع ماده سبب می‌شود تا ایزوتوپ‌های سنگین‌تر به طرف دیواره خارجی حرکت کنند. عامل جداسازی در این روش به تفاوت جرمی ایزوتوپ‌هایی که باید جداسازی شوند بستگی دارد در غنی‌سازی اورانیوم با روش سانتریفوژ گازی، از تعداد زیادی سیلندر دوار که به صورت موازی و متوالی کنار هم قرار داده شده‌اند استفاده می‌شود.

دستگاه‌های سانتریفوژ به صورت آبشاری یا کاسکد(سیستم غنی‌سازی دنباله‌ای) به هم مرتبط هستند این دوران باعث ایجاد یک نیروی گریز از مرکز می‌شود، به طوری که مولکول‌های گازی سنگین‌تر به طرف خارج سیلندر حرکت کرده و مولکول‌های گازی سبک‌تر در قسمت مرکزی(محورگردنده) جمع می‌شوند.

گاز به داخل یک سری لوله‌های خلأ وارد شده که هر یک شامل یک گردنده با بیش از دو متر طول و قطر 15تا20سانتیمتر هستند. گردنده‌ها با سرعت بالای 50000 تا 70000 دور در دقیقه، مولکول‌های سنگین‌تر حاوی اورانیوم 238 در لبه خارجی سیلندر متمرکز می‌شوند. افزایش اورانیوم 235 نیز در مرکز وجود دارد. جهت جداسازی بالاتر نیاز به سانتریفوژهای با سرعت بالاتر و استفاده از تعداد بیشتری از آنها است.


باید یادآور شد که به دلیل سرعت‌های دوران بسیار بالا، طراحی آنها و همچنین مواد استفاده شده در آنها از نظر متالوژی پیچیده بوده و دقت بالایی را طلب می‌کند. گاز UF6 خورنده بوده، بنابراین باید تمام اجزایی که با این ماده در تماسند مقاوم در برابر خوردگی باشند .


جهت بالا بردن ظرفیت جداسازی سانتریفوژها باید طول گردنده و سرعت دیواره گردنده افزایش یابد. برای ساخت گردنده‌ها از آلیاژ‌های آلومینیوم، فولاد ماراژین، تیتانیوم و یا ترکیباتی که با برخی شیشه‌های خاص تقویت شده که با نام فیبرهای کربنی معروف هستند،استفاده می‌شود؛ البته متداولترین ماده در حال حاضر، فولاد ماراژین است یک سانتریفوژ مدرن از زمان راه‌اندازی، به مدت بیش از 10سال می‌تواند بدون نگهداری به کار خود ادامه دهد.

 از مراکز مهم غنی‌سازی اورانیوم که از روش پخش گازی استفاده می‌کنند در اروپا می‌توان به گروناو(Gronau) آلمان و یورنکو که متشکل از شرکت‌های انگلیسی، آلمانی و هلندی هستند نام برد که مکان آن در capenhurst بریتانیا می‌باشد.


 روسیه هم به عنوان یک غول صنعتی در این زمینه از چهار مرکز که چهل درصد ظرفیت جهان را تولید می‌کند از همین شیوه پخش گازی استفاده می‌کند. آمریکا هم تکنولوژی سانتریفوژ گازی را در آینده نزدیک جایگزین تکنولوژی سانتریفوژهای پخش گاز قدیمی می‌کند زیرا این روش نسبت به روش قدیمی به انرژی کمتری برای رسیدن به جداسازی مشابه نیاز دارد.


ژاپن، چین، برزیل، پاکستان و شاید کره شمالی هم جهت غنی‌سازی اورانیوم از چنین روشی استفاده می‌کنند. به طور کلی مجموعه آبشارهای بزرگ سانتریفوژ گازی که در کشورهای فرانسه، آلمان، بریتانیا و چین مورد استفاده قرار می‌گیرند برای تولید اورانیومی است که برای مصرف داخلی و نیز صادرات است، اما در ژاپن تولید آن فقط جهت مصرف داخلی است.


 باتوجه به این آمار می‌توان دریافت که در حال حاضر و آینده هم سانتریفوژهای گازی مهمترین نوع جهت غنی‌سازی اورانیوم در سطح جهان بوده و هر روز در جهت افزایش تکنولوژی و راندمان آن کار می‌شود؛ البته لازم به ذکر است که روسیه این صنعت عظیم را به عنوان یادگاری ارزشمند از اتحادجماهیرشوروی سابق به ارث برده است و در حال حاضر تأمین‌کننده سوخت هسته‌ای تعداد زیادی از راکتورهای قدرت دنیا بوده و از این نظر در دنیا پیش رو است.

انتخاب سردبیر

۹ بهمن؛ تیتر یک روزنامه‌های صبح ایران

همشری‌آنلاین: تیتر یک روزنامه‌های صبح ایران به صحبت‌های رئیس‌ جمهور درباره منش بنیانگذار جمهوری اسلامی امام ره ، صحبت‌های ظریف درخصوص فشارهای داخلی، افشاگری رحیمی درباره دولت پیشین و واکنش‌های نمایندگان، سرنوشت نامه برای افشای نام ۱۷۰ نماینده که رحیمی می‌گوید به آنها پول داده‌است، صحبت‌های سخنگوی دولت درخصوص منتظر بودن کابینه یازدهم برای پیشنهادهای یارانه‌ای مجلس، اولین گفته‌های پادشاه جدید عربستان درباره ایران مبنی بر لزوم جلوگیری از دست‌یابی ایران به سلاح هسته‌ای و پاسخ حزب‌الله لبنان به حمله رژیم صهیونیستی اختصاص دارد:

۹ بهمن؛ پیشخوان روزنامه‌های ورزشی صبح ایران

همشهری‌آنلاین: قضاوت داور ایرانی در فینال جام ملت ها، مناظره کی‌روش و منتقدانش ، صحبت‌های آندو درباره کسانی که باهث جدایی‌اش از تیم استقلال شدند و طرح ادعای تخلف یک بازیکن فولاد تیتر یک روزنامه‌های ورزشی امروز صبح است:

روزهای هوای پاک سال‌جاری، ۴ برابر سال ۹۲

تعداد روزهای هوای پاک در تهران در ۱۰ ماهه نخست سال‌جاری به ۱۳ روز افزایش یافته و تاکنون در هیچ روزی از سال‌جاری هوا در وضعیت بسیار ناسالم قرار نداشته است.

خط قرمزهایی در عراق داریم

بعد از شهادت سردار تقوی برای نخستین بار نهادهای نظامی کشورمان به‌صورت رسمی شهادت یک سردار ایرانی در عراق را تأیید کردند، بعدها شهادت شهید مهدی نوروزی هم تأیید شد و چندی پیش سردار‌الله دادی در منطقه قنیطره سوریه به شهادت رسید که سپاه پاسداران انقلاب اسلامی از او به‌عنوان شهید جغرافیای مقاومت یاد کرد.

انتخاب زندگی یکی از دوقلو‌ها

لندن> پدر بریتانیایی باید تصمیم بگیرد کدام‌یک از دختربچه‌های دوقلو‌یش را برای زنده ماندن انتخاب کند.

الزامات حقوقی شورایاری‌ها در قوانین عادی

مرتضی طلایی: از سال ۱۳۶۱که نخستین قانون شوراها در مجلس شورای اسلامی به تصویب رسید تا سال ۱۳۷۵، این قانون بدون اینکه به اجرا درآید ۵بار اصلاح شده است.

آشنایی با روش تهیه دست پیچ مرغ و سیب زمینی

همشهری آنلاین: دست پیچ مرغ و سیب زمینی را می‌توانید برای پیک نیک، مدرسه کودکان و... استفاده کنید.

آشنایی با روش تهیه اسموتی موز، شکلات و کره بادام زمینی

همشهری آنلاین – شهره فرجی: زمانی که در بدنتان احساس کمبود انرژی می‌کنید نوشیدن این اسموتی مقوی، بهترین پیشنهاد است.

سیاهدانه: یک مشت دانه ریز، یک خروار خاصیت

همشهری آنلاین: دانه‌های ریز سیاه رنگی که جایگاه ویژه‌ای در برنامه غذایی شرقی‌ها دارد؛ بله سیاه دانه را می‌گوییم که حضرت محمد(ص) آن را دوای هر دردی به جز مرگ خوانده‌اند. این دانه‌های ریز از عناصری تشکیل شده است که خواص معجزه‌گری دارند.

کاهش حمایت‌ از طرح کنگره برای تشدید تحریم‌های ایران

همشهری آنلاین: دموکرات ‌های کنگره آمریکا که‌ طرفدار سخت‌گیری بیشتر ضد ایران هستند، پذیرفتند تا پیش از پایان ماه مارس آینده، تحریم‌ های جدیدی ضد ایران تصویب نکنند.

نسخه الکترونیکی نسخه‌ها کی پیچیده می‌شود؟

فتانه انفرادی: «بدخطی نسخه»؛ این شاید نخستین نکته‌ای باشد که در «الکترونیکی کردن نسخه‌های پزشکی» به ذهن می‌رسد.

اعلام آمادگی مجید مجیدی برای نمایش جهانی فیلم «محمد رسول‌الله(ص)»

همشهری آنلاین: مجید مجیدی گفت: پس از اولین نمایش فیلم محمد (ص) در ایران، برنامه‌ریزی شده است تا نسخه میکس صدای بین‌المللی آن در اسفند ماه برای نمایش‌های جهانی آماده شود.

طبق مصالحی که برای جهان اسلام داریم عمل می کنیم

همشهری آنلاین: معاون امور فرهنگی و بسیج ستادکل نیروهای مسلح گفت: بر اساس مصالحی که برای منطقه و جهان اسلام در نظر داریم عمل خواهیم کرد.

استمرار اقتدار دریایی نیازمند تقویت فرهنگ دریایی است

همشهری آنلاین: فرمانده نیروی دریایی ارتش جمهوری اسلامی ایران گفت: استمرار اقتدار دریایی کشور و توسعه آن نیازمند تقویت فرهنگ دریایی است.

اتحادیه عرب حمله رژیم صهیونیستی به جولان را محکوم کرد

همشهری آنلاین: نبیل العربی دبیر کل اتحادیه عرب حملات روز چهارشنبه رژیم صهیونیستی به مواضع ارتش سوریه در بلندی‌های جولان را محکوم کرد.