جزئیات توافق ایران و پنج به علاوه یک در رابطه با آب سنگین اراک

گروه بین الملل- انجمن بین المللی کنترل تسلیحات وابسته به دانشگاه پرینستون در مقاله ای با تیتر "راه حل برد برد برای راکتور اراک" مراحلی فنی ای پیشنهاد کرده که طی آن می توان  اطمینان حاصل کرد ایران نتواند از طریق راکتور اراک به سرعت پلوتونیوم کافی برای ساخت یک سلاح هسته ای تولید کند و در عین حال بتواند عملکرد این راکتور را برای برنامه های صلح آمیز خود حفظ کند.

به گزارش بولتن نیوز، راه حلی که در سایت انجمن بین المللی کنترل تسلیحات توسط  علی احمد، فرانک فون هیپل، الکساندر گلاسر، و ضیاء میان ارائه شده شامل تغییر سوخت رسانی و قدرت عملکرد رآکتور اراک به منظور کاهش نگرانی های گسترش سلاح های هسته ای است.  مورد ایزوتوپ Es-Salam در راکتور تحقیقاتی الجزایر پیشینۀ مفیدی برای این کار فراهم می کند.

 آمریکا در سال 1991 دریافت که چین در حال ساخت راکتوری در الجزایر است ، که مانند راکتورآب سنگین اراک ، می تواند با اورانیوم طبیعی سوختگیری کند و از آب سنگین به عنوان تعدیل کنندۀ نوترون استفاده کند این کشف امریکا باعث بحران دیپلماتیک شد .

ایالات متحده آمریکا بر اساس تصاویر ماهواره ای، تخمین زده است که قدرت این راکتور می تواند به 50 مگاوات حرارتی ( MWT ) برسد ، که در این صورت ، اگر با اورانیوم طبیعی سوختگیری کند ، می تواند به اندازه " 10 تا 13 کیلوگرم در سال " پلوتونیوم تولید کند یعنی بیش از اندازه ای که برای ساخت یک سلاح هسته ای ساده کافیست. 

با این حال، چین به ایالات متحده اطلاع داد که قدرت این راکتور50 مگاوات حرارتی ( MWT )نبوده و تنها 15 مگاوات حرارتی است و اینکه ، سوخت حاصل از آن در زنجیره واکنش ایزوتوپ 235 -U، تا 3 درصد غنی می شود و اورانیوم طبیعی نخواهد بود که تنها حاوی اورانیوم 0.7 درصد غنی شده است.

ایالات متحده آمریکا محاسبه کردکه ، با این میزان سوخت و قدرتی که چین اعلام کرده ، راکتور مذکور از سوخت مصرفی خود " کمی کمتر از 1 کیلوگرم در سال" پلوتونیوم تولید خواهد کرد. " و با این تعهد که راکتور تحت پادمان و نظارت دقیق  IAEA قرار بگیرد ، بحران مورد بحث فیصله یافت. همین راه حل را می توان در مورد رآکتور اراک نیز به کار گرفت .

راکتور تحقیقاتی اراک

راکتور تحقیقاتی 40-  MWT اراک نیز موجبات نگرانی گسترش سلاح هسته ای را تا حدی به این دلیل فراهم ساخته که کشورهای دیگر نیز از همین نوع راکتور برای تولید پلوتونیوم و ساخت سلاح های هسته ای استفاده کرده اند.( به تصویر زیر نگاه کنید).

بخصوص راکتورهایی که از سوخت اورانیوم طبیعی استفاده می کنند برای تولید پلوتونیوم مناسب هستند چرا که تقریبا تمام نوترون هایی که تولید می کنند و بیش از اندازۀ  مورد نیاز برای حفظ واکنش زنجیره ای شکافت است در اورانیوم 238 جذب می شود ، که 99.3 درصد از سوخت را تشکیل می دهد.

 نوترون های اضافی U - 238  به اورانیوم 239 تبدیل می شود ، که به سرعت به پلوتونیم 239 تنزل درجه می یابند و  تعداد بسیار کمی از نوترون ها ، برای استفاده در تحقیقات و تولید ایزوتوپ های رادیواکتیو باقی می ماند. برای به دست آوردن نوترون بیشتر، راکتورهای آب سنگین را برای عملکردی با قدرت بالا طراحی می کنند، که نیاز به سوخت هسته ای بیشتر و هسته راکتور بزرگ تر دارد. 

با فرض این که رآکتور اراک با قدرت کامل ، حدود 300 روز در سال کار کند ، سوخت اورانیوم طبیعی ، را می توان در هسته ی اصلی آن به مدت حدود 3.5 سال نگهداری کرد.

تجزیه و تحلیل این مقاله بر این فرض استوار است که طی این مدت ، راکتور مذکور سه بار با یک سوم از سوخت داخل هستۀ رآکتور -که با هر بار سوختگیری مجدد جایگزین می شود- سوخت گیری کند. سوخت تخلیه شده را می توان در یک استخر خنک کنندۀ پر از آب قرار داد.

به موجب این سناریو، استخر آب سرد پس از تخلیه سوم حاوی حدود 27 کیلوگرم پلوتونیوم جدا نشده خواهد بود. سوخت باقی مانده در هستۀ رآکتور هنوز می تواند به 20 کیلوگرم برسد. بنابراین، موجودی پلوتونیوم در سایت راکتور ، به اضافۀ مقدار موجود در هستۀ راکتور ، می تواند تا سقف 50 کیلوگرم برسد.

بخش اعظم این پلوتونیوم درجۀ تسلیحاتی نخواهد داشت، اما همچنان در ساخت سلاح کاربرد داشته باشد. با توجه به برآورد IAEA که 8 کیلوگرم پلوتونیوم را برای ساخت سلاح هسته ای نسل اول کافی می داند ، 50 کیلوگرم برای ساخت حدود شش سلاح کافی است.

، با این حال، پلوتونیم حاصل سوخت مصرفی، قبل از آنکه برای ساخت یک سلاح بکار رود باید در تاسیسات بازفرآوری مواد شیمیایی دور افتاده و پشت لایۀ سنگین محافظی تجزیه شود .

ایران همواره اعلام کرده که به هیچ وجه قصد ساخت تاسیسات بازفرآوری ندارد ، و هیچ مدرک یا حتی ادعایی وجود ندارد که خلاف این ادعای ایران را اثبات کند. با این حال ، نوعی احتمال تئوریک در کار است که می گوید شاید یک تاسیسات بازفرآوری کوچک و " دم دستی" به صورت مخفیانه ساخته شده باشد.

آژانس بین المللی انرژی اتمی سازمان ملل  IAEA به منظور طراحی پادمان خود فرض را بر این نکته می گذاردکه برای تجزیۀ  پلوتونیوم کافی و ساخت سلاح هسته ای بین یک تا سه ماه زمان لازم است.

علاوه بر این، رآکتور اراک تنها منبع بالقوه پلوتونیوم در ایران نیست. راکتور 3000 MWT نیروگاه برق بوشهر در هستۀ اصلی و استخر سوخت مصرفی خود پلوتونیوم به مراتب بیشتری نسبت آنچه که احتمالا در راکتور اراک موجود است دارد.

اگر سوخت سالانه بارگیری شده ، از رآکتور بوشهر زودتر از موعد تخلیه شود، یعنی پس از آنکه این سوخت به حدود 15درصد از غنای مربوط به طراحی خود ( ظرف چند ماه ) برسد ، حاوی حدود 50 کیلوگرم پلوتونیوم با درجۀ تسلیحاتی خواهد بود. مقدار نسبتا زیاد پلوتونیوم موجود در سوخت ساطع شده از رآکتور بوشهر یکی از دلایل بازرسی های سه ماهۀ  IAEAاست

کاهش تولید پلوتونیوم

مقدار پلوتونیوم تولید شده در رآکتور اراک را می توان با اجرای دو اقدام مکمل به شدت کاهش داد.

تبدیل نوع سوخت مورد مصرف راکتور از اورانیوم طبیعی به سوخت اورانیوم کمتر غنی شده: در هر رآکتوری ، مقدار کل U-235 موجود در سوخت تغییری نمی کند ،چرا که استفاده از سوختی با تراکم کمتر خود به خود با غنی سازی بیشتر جبران می شود. با این حال می توان ، مقدار U-238را  تا حد زیادی کاهش داد . از این طریق مقدار پلوتونیم تولید شده نیز تقریبا به نسبت کاهش می یابد.

 از سوی دیگر قدرت دستگاه با سوخت کمتر غنی شده ، تا 20 و یا حتی تا 10 MWT کاهش می یابد و کاهش بیشتر تولید پلوتونیوم را در پی خواهد داشت. این راکتور با هسته ای به نسبت کوچک تر، باز هم ظرفیت لازم برای تولید نوترون برای ایزوتوپ های پزشکی و پژوهش های علمی خواهد داشت ، البته مادامی که راکتور 40 - MWT با سوخت اورانیوم طبیعی سوخت رسانی شود.

بنابراین، اگر راکتور اراک برای مصرف سوخت اورانیوم غنی شده با قدرت کمتر تغییرکاربری یابد، به احتمال زیاد نسبت به برنامه غنی سازی ایران خطرات کمتری خواهد داشت.

مراحل تبدیل و تغییر کاربری که در بالا توضیح داده شد از لحاظ فنی امکان پذیر است و کارائی راکتور اراک برای اهداف غیر نظامی کاهش نمی دهد . این اقدامات در واقع مبنایی عقلایی برای حل و فصل یکی از بحث های کلیدی در مذاکرات هسته ای ایران خواهد بود.