ما الفرق بين القنبلة النووية والمفاعل النووي ومحطات تخصيب اليورانيوم؟… وما التأثيرات البيئية لكلٍّ منها؟ وماذا يجب عليك فعله في حالة التعرُّض للحوادث النووية أو الإشعاع؟

د. علي عبده

ما هو اليورانيوم؟
اليورانيوم عنصر كيميائي طبيعي يوجد غالبًا في الصخور، وله عدة نظائر، أهمها:

·  يورانيوم-235 (U-235):
نادر جدًا، لكنه قابل للانشطار، أي يمكن استخدامه في إنتاج الطاقة أو تصنيع القنابل النووية. نسبته في الطبيعة 0.7%، أي في الطن نحو 7 كيلوجرامات.

·  يورانيوم-238 (U-238):
يشكل حوالي 99.3% (أي حوالي 993 كيلوجرامًا في الطن من اليورانيوم الطبيعي). لا ينشطر بسهولة، ولا يُستخدم مباشرة في إنتاج الطاقة أو الأسلحة، ولكنه يُستخدم في إنتاج البلوتونيوم الانشطاري في مفاعلات التوليد السريعة.

ما معنى التخصيب النووي لليورانيوم (Uranium Enrichment)؟
نظرًا لأن نظائر العنصر الواحد لها نفس عدد البروتونات (والإلكترونات إذا كان العنصر غير مؤين)، وتختلف فقط في عدد النيوترونات، فإنها تتشابه في السلوك الكيميائي، ولا يمكن التفرقة بينها كيميائيًا. لذلك، تُستخدم طرق فيزيائية تعتمد على فرق الكتلة بين النظائر.

فنظير U-235 يحتوي على 92 بروتونًا و143 نيوترونًا، أما U-238 فيحتوي على 92 بروتونًا و146 نيوترونًا. أي أن فرق الكتلة هو ثلاث وحدات كتل ذرية، ويُعتمد على هذا الفرق في عمليات التخصيب.

التخصيب هو عملية زيادة نسبة نظير U-235 عن النسبة الموجودة في اليورانيوم الطبيعي.

لماذا نُخصب اليورانيوم؟
لأن اليورانيوم الطبيعي يحتوي فقط على 0.7% من U-235، والباقي تقريبًا U-238، وهو لا ينشطر بسهولة.

أما U-235، فينقسم بسهولة عند طاقات النيوترونات الحرارية، ما يسمح باستخدامه في التفاعل النووي المتسلسل، سواء كان متحكمًا فيه كما في المفاعلات النووية، أو غير متحكم فيه كما في القنابل الذرية.

الاستخدامات بحسب درجة التخصيب:

·  المفاعلات النووية: تخصيب منخفض (3–5%)، وبعض مفاعلات الأبحاث القديمة تصل إلى 90%.

·  محركات الدفع النووي: تخصيب عالٍ (حوالي 90%) لتشغيل حاملات الطائرات والغواصات لفترات طويلة.

·  القنابل النووية: تخصيب يتجاوز 90%.

طرق تخصيب اليورانيوم:

1.  الطرد المركزي (Gas Centrifuge):
الطريقة الأكثر شيوعًا حاليًا. يُحوَّل اليورانيوم إلى غاز سادس فلوريد اليورانيوم (UF₆) ثم يُدخل في أجهزة طرد مركزي سريعة الدوران. يُجمع الغاز الذي يحتوي على نسبة أعلى من U-235 من المركز.

2.  الانتشار الغازي (Gaseous Diffusion):
طريقة قديمة وأقل كفاءة. يُضخ غاز UF₆ عبر أغشية مسامية، حيث تمر ذرات U-235 بشكل أسرع نسبيًا.

3.  التخصيب بالليزر (Laser Enrichment):
مثل تقنية SILEX، تعتمد على تأيين وفصل U-235 باستخدام ليزر دقيق.

4.  طرق كيميائية أو كهروكيميائية:
لم تُستخدم تجاريًا، وتعتمد على اختلاف طفيف في الخصائص الكيميائية للنظائر.

هل التخصيب خطير؟
التخصيب ذاته ليس خطيرًا نوويًا ما لم يُستخدم لأغراض عسكرية.
لكن غاز UF₆ المستخدم سام جدًا، وقد يشكل خطرًا كيميائيًا وإشعاعيًا إذا تسرّب.

ما هو اليورانيوم المنضب (Depleted Uranium – DU)؟
هو ناتج ثانوي من عملية التخصيب. يحتوي على نسبة أقل من 0.3% من U-235، وغني بنظير U-238.
أقل نشاطًا إشعاعيًا من اليورانيوم الطبيعي، لكنه لا يزال سامًا كيميائيًا.

استخداماته:

· الدروع الثقيلة.

·  الذخائر الخارقة للدروع.

·  توازنات الطائرات وبعض الاستخدامات الصناعية.

الفرق بين القنبلة النووية والمفاعل النووي
القنبلة النووية:

·  تطلق طاقة هائلة دفعة واحدة.

·  تعتمد على تفاعل نووي متسلسل غير متحكم فيه.

·  تستخدم يورانيوم مخصب بنسبة تزيد على 90% أو البلوتونيوم.

·  آثارها مدمرة آنية وطويلة الأمد: حرارة، إشعاع، موجات صدمة، ودمار شامل.

المفاعل النووي:

·  يستخدم تفاعلات متسلسلة محكومة لإنتاج الكهرباء.

·   لا ينفجر مثل القنبلة.

·   يعمل بوقود منخفض التخصيب (3–5%).

·   مزود بأنظمة أمان وتبريد.

هل يمكن أن ينفجر المفاعل مثل القنبلة؟
لا. انفجار المفاعل، إن حدث، فهو ليس نوويًا بل فيزيائي (انفجار بخاري أو هيدروجيني)، كما حدث في تشيرنوبيل أو فوكوشيما، وينتج عنه تسرب إشعاعي.

ماذا يحدث إذا تم استهداف محطة تخصيب يورانيوم؟
·  لا يحدث انفجار نووي.

·  احتمال تسرب UF₆ قد يؤدي إلى تلوث كيميائي وإشعاعي محلي.

·   التأثير أقل من انفجار مفاعل أو قنبلة، لكنه لا يزال مهددًا للبيئة والصحة.

ماذا لو تم استهداف مشروع تخصيب اليورانيوم الإيراني؟
·  التأثير يعتمد على مكان الاستهداف وطريقته.

·   قد يؤدي إلى تسرّب مواد مشعة أو سامة.

·   التأثير بيئي محلي، لا يؤدي إلى انفجار نووي.

ماذا يحدث إذا استُهدفت محطة نووية مثل بوشهر؟
1- ضربة مباشرة للمفاعل:

·  أخطر سيناريو.

·  إذا فشلت أنظمة الحماية، قد يحدث انصهار نووي وتسرب إشعاعي.

·   تلوث واسع النطاق، أمراض، وضرر بيئي شديد وطويل الأمد.

2- استهداف أنظمة التبريد:

·  قد يؤدي لارتفاع حرارة الوقود، وانفجار بخاري، وتسرب إشعاعي.

·  شبيه بما حدث في فوكوشيما 2011.

3. استهداف أحواض الوقود المستهلك:

·  قد يؤدي لتبخر المياه وارتفاع حرارة الوقود.

·   التأثير أقل من ضرب المفاعل، لكنه لا يزال خطيرًا.

هل يشبه استهداف المفاعل انفجار قنبلة نووية؟
لا. التأثير إشعاعي وليس نوويًا حراريًا. لا يوجد انفجار نووي، ولكن التلوث الإشعاعي قد يكون مميتًا.

هل نقل المواد النووية آمن؟
نعم، ويخضع لضوابط دولية صارمة. تُستخدم حاويات خاصة مقاومة للحرائق، والضغط، والحوادث. كما تُؤمَّن بطرق سرية ومرافقة أمنية.

المواد المنقولة:

1.  الوقود النووي الطازج (قليل الإشعاع).

2.  الوقود المستهلك (عالي الإشعاع).

3.  النفايات النووية (بأنواعها).

ما الذي يجب فعله في حالة الحوادث النووية أو الإشعاعية؟
اتبع مبدأ ALARA (As Low As Reasonably Achievable):

1.  المسافة: ابتعد قدر الإمكان.

2.  الزمن: قلّل مدة التعرض.

3.  الوقاية: احتمِ بالحواجز المناسبة (الخرسانة، الرصاص، الماء).

إذا كنت بالخارج وقت الحادث:

1.  ادخل فورًا إلى مبنى محكم (من الطوب أو الأسمنت).

2.  أغلق الأبواب والنوافذ.

3.  أوقف التهوية والتكييف.

4.  لا تلمس الأجسام أو الغبار على الأرض.

5.  استمع لتعليمات الجهات الرسمية.

إذا تعرّضت للإشعاع:

1. انزع ملابسك وابتعد عنها.

2.  اغتسل جيدًا بالماء والصابون دون فرك قوي.

3.  ارتدِ ملابس نظيفة.

4.  لا تتناول طعامًا ملوثًا.

5.  استخدم كمامات تحتوي على فلاتر مناسبة.

الحوامل والأطفال:

·  أكثر عرضة للخطر.

·  يجب حمايتهم بعناية خاصة.

هل هناك أدوية وقائية؟

·  تُوزع أحيانًا أقراص يوديد البوتاسيوم (KI) لحماية الغدة الدرقية من امتصاص اليود المشع.

·  لا تُؤخذ إلا بتوصية رسمية.