Uran je jedan od elemenata u periodnom sistemu i ima 92 protona. Broj protona određuje o kojem se elementu radi, a uran se tradicionalno smatra najtežim prirodnim elementom u svemiru.
Poznati američki astrofizičar Neil deGrasse Tyson, u svom podcastu StarTalk, objasnio je na primjeru Irana zašto je proces obogaćivanja urana toliko značajan.
Osobine izotopa
U prirodi se uran nalazi u rudi kao mješavina tri varijante, odnosno izotopa: uran-234, urani-235 i uran-238. Svi imaju 92 protona, ali se razlikuju po broju neutrona.
Uran-235 je ključan jer je jedini koji može izazvati lančanu reakciju. Kada neutron pogodi njegovo jezgro, ono se dijeli na dva lakša atoma i oslobađa energiju, ali i dva ili više novih neutrona koji nastavljaju proces.
Uran-238 čini preko 99% prirodne rude, ali on ne podržava lančanu reakciju.Da biste napravili bombu ili pokrenuli reaktor, morate izdvojiti dragocjeni uran-235 iz mješavine, a taj proces se naziva obogaćivanje.
Centrifuge
Pošto su atomi izotopa hemijski identični i potpuno izmiješani, jedini način da se razdvoje je pomoću mase, koristeći centrifuge.
Uran se prvo pretvara u gas (uran heksafluorid). Gas se ubacuje u centrifuge koje se okreću ekstremno brzo. Centrifugalna sila gura teži uran-238 prema vani, dok se lakši uran-235 koncentriše u sredini.
Razlika u masi između izotopa je minimalna (samo jedan ili tri neutrona), zbog čega centrifuge moraju stvarati ogromne G-sile, i do milion puta jače od Zemljine gravitacije.
Za šta se koristi obogaćeni uran
Stepen obogaćivanja (procenat urana-235 u mješavini) određuje namjenu.
Oko 5% dovoljno je za gorivo u nuklearnim elektranama. 20% ili više koristi se za nuklearni pogon, npr. u podmornicama. Oko 90% ili više neophodno je za izradu nuklearnog oružja.
Kosmička perspektiva
Tyson zaključuje da je fascinantno kako uređaj čiji je princip relativno jednostavan, sličan onome koji ljekari koriste za odvajanje krvne plazme, kada se dovede do svojih ekstremnih granica, može direktno utjecati na globalnu ravnotežu moći i geopolitičku stabilnost.