
ફોર્ડો, ઇસ્ફહાન અને નતાન્ઝ પરમાણુ સ્થળો પર ભારે હુમલાઓ સહન કરવા છતાં, ઈરાને જાહેરાત કરી છે કે તેનો પરમાણુ સંવર્ધન(Uranium enrichment) કાર્યક્રમ ચાલુ રહેશે. ઈરાનના નાયબ વિદેશ પ્રધાન માજિદ તખ્ત રવાંચીએ કહ્યું છે કે ઇઝરાયલી અને અમેરિકન હુમલાઓ છતાં, ઈરાન તેનું પરમાણુ સંવર્ધન(Uranium enrichment) ચાલુ રાખશે. માજિદ તખ્ત રવાંચીએ કહ્યું કે કોઈએ અમને શું કરવું અને શું ન કરવું તે કહેવું જોઈએ નહીં.
ઈરાન પર ઈઝરાયલી હુમલા પછી જે શબ્દ સૌથી વધુ ચર્ચામાં આવી રહ્યો છે તે છે યુરેનિયમ સંવર્ધન(Uranium enrichment). છેવટે, યુરેનિયમના સંદર્ભમાં આ પ્રક્રિયા શું છે? અણુ બોમ્બ બનાવવા માટે યુરેનિયમ સંવર્ધન(Uranium enrichment) શા માટે જરૂરી છે? અણુ બોમ્બ સિવાય યુરેનિયમનો ઉપયોગ બીજું શું છે? યુરેનિયમ સંવર્ધન(Uranium enrichment) કેવી રીતે કરવામાં આવે છે? ચાલો આ પ્રશ્નોના જવાબો એક પછી એક સમજીએ.
યુરેનિયમ શું છે, અને કિરણોત્સર્ગી ધાતુ શું છે?
યુરેનિયમ એક કિરણોત્સર્ગી ધાતુ છે. તે પૃથ્વીની સપાટી પર જોવા મળતું સૌથી ભારે કુદરતી તત્વ છે. હવે પ્રશ્ન એ છે કે કિરણોત્સર્ગી ધાતુઓ શું છે. કિરણોત્સર્ગી ધાતુઓ એક કુદરતી પરમાણુ પ્રક્રિયા છે જેમાં એક અણુ (ન્યુક્લિયસ) અસ્થિર બને છે અને પોતાને સ્થિર બનાવવા માટે તૂટી જાય છે.
કિરણોત્સર્ગી ધાતુ એટલે એવી ધાતુ જે પોતાની મેળે તૂટી જાય છે અને આ ભંગાણ દરમિયાન, મોટી માત્રામાં ઊર્જા અને હાનિકારક કિરણો (આલ્ફા, બીટા, ગામા) મુક્ત થાય છે. આ હાનિકારક કિરણોને કિરણોત્સર્ગ કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા કોઈપણ બાહ્ય દબાણ વિના પોતાની મેળે ચાલુ રહે છે.
એવું કહી શકાય કે કિરણોત્સર્ગી ધાતુઓ એવી ધાતુઓ છે જેના પરમાણુ અસ્થિર હોય છે. જેમ કે યુરેનિયમ, પ્લુટોનિયમ અને થોરિયમ.
આ ધાતુઓના પરમાણુઓની અસ્થિરતા તેમની સૌથી મોટી લાક્ષણિકતા છે અને માનવો માટે સૌથી મોટી શક્તિ અને પડકાર બંને છે.
યુરેનિયમના બે આઇસોટોપ
પૃથ્વી પર જોવા મળતા યુરેનિયમમાં બે પ્રકારના આઇસોટોપ હોય છે : U-238 અને U-235. અહીં આઇસોટોપ એટલે એક જ તત્વના તે સ્વરૂપો જેમાં પ્રોટોન સમાન હોય છે પણ ન્યુટ્રોન અલગ હોય છે.
યુરેનિયમના બંને આઇસોટોપમાં 92 પ્રોટોન હોય છે, પરંતુ યુ-238માં 146 ન્યુટ્રોન હોય છે અને યુ-235માં 143 ન્યુટ્રોન હોય છે.
યુરેનિયમના પહેલા આઇસોટોપને U-238 કહેવામાં આવે છે કારણ કે (92 પ્રોટોન + 146 ન્યુટ્રોન = 238).
જ્યારે બીજા આઇસોટોપને U-235 કહેવામાં આવે છે કારણ કે (92 પ્રોટોન + 143 ન્યુટ્રોન = 235).
3 ન્યુટ્રોન આખી વાર્તા બદલી નાખે છે
પરંતુ 3 ન્યુટ્રોનનો આ તફાવત પોતે જ તેમની લાક્ષણિકતાઓમાં અનેકગણો ફેરફાર કરે છે. આ 3 ન્યુટ્રોનને કારણે જ U-235 U-238 કરતા અનેક ગણો વધુ શક્તિશાળી, વિનાશક અને ખતરનાક બની જાય છે.
પરંતુ કુદરતનો ન્યાય એ છે કે U-238 પૃથ્વી પર ખૂબ મોટી માત્રામાં જોવા મળે છે. તેનું પ્રમાણ લગભગ 93.7 ટકા છે. જ્યારે શક્તિશાળી U-235 નું પ્રમાણ ફક્ત 0.7 ટકા છે. પરંતુ આ 0.7 ટકા પરમાણુ બળતણ છે, એટલે કે, તેમાંથી જ ઊર્જા અથવા અણુ બોમ્બ બનાવવામાં આવે છે.
જ્યારે U-235 તૂટે છે
પરમાણુ વિભાજન દરમિયાન, જ્યારે ન્યુટ્રોન U-235 ને અથડાવે છે, ત્યારે તે તૂટે છે. આ પ્રક્રિયામાં, મોટી માત્રામાં ઊર્જા મુક્ત થાય છે, તેની સાથે 2-3 વધુ ન્યુટ્રોન મુક્ત થાય છે, આ ન્યુટ્રોન આગામી યુરેનિયમ ન્યુક્લિયસને અથડાવે છે અને પછી ઊર્જા મુક્ત થાય છે. આ એક સાંકળ પ્રતિક્રિયા શરૂ કરે છે. જો તમે આ સાંકળ પ્રતિક્રિયાને નિયંત્રિત કરો છો, તો તમે આ ઊર્જાનો ઉપયોગ વીજળીના રૂપમાં કરી શકો છો, પરંતુ જ્યારે આ સાંકળ પ્રતિક્રિયા અનિયંત્રિત થઈ જાય છે, ત્યારે તે અણુ બોમ્બ બની જાય છે.
એ નોંધવું યોગ્ય છે કે જ્યારે ન્યુટ્રોન U-238 ને અથડાવે છે, ત્યારે આવી પ્રતિક્રિયા થતી નથી, કારણ કે તે ન્યુટ્રોનને પકડે છે પણ તૂટતું નથી.
યુરેનિયમ સંવર્ધન શું છે
જેમ આપણે ઉપર ઉલ્લેખ કર્યો છે, યુરેનિયમ ખાણોમાંથી મેળવેલ કુદરતી યુરેનિયમ ખૂબ ઓછું ઉપયોગી છે, કારણ કે તેમાં U-235 નું પ્રમાણ માત્ર 0.7 ટકા છે. તેનો ઉપયોગ કરવા માટે, તેમાં U-235 નું પ્રમાણ વધારવું પડશે. આ પ્રક્રિયાને યુરેનિયમ સંવર્ધન કહેવામાં આવે છે. એટલે કે, કુદરતી યુરેનિયમમાં U-235 નું પ્રમાણ વધારવાની અને U-238 ઘટાડવાની પ્રક્રિયાને યુરેનિયમ સંવર્ધન કહેવામાં આવે છે.
યુરેનિયમનું કેટલું સંવર્ધન કયા કાર્ય માટે ઉપયોગી
વીજળી ઉત્પાદન (3 થી 5 ટકા)
જો તમે યુરેનિયમમાંથી વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માંગતા હો, તો તમારે યુરેનિયમને 3 થી 5 ટકા સુધી સમૃદ્ધ બનાવવું પડશે. એટલે કે, 3 થી 5 ટકા યુરેનિયમ ધરાવતા U-235 નો ઉપયોગ પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટમાં થઈ શકે છે અને તેમાંથી વીજળી ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. આ યુરેનિયમને લો એનરિચ્ડ યુરેનિયમ કહેવામાં આવે છે. વિશ્વભરના પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ તેમના પરમાણુ રિએક્ટરમાં વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે યુરેનિયમના આ સ્તરનો ઉપયોગ કરે છે.
પરમાણુ સંશોધન રિએક્ટર, કેન્સર સારવાર (20 ટકા)
જ્યારે યુરેનિયમનું સંવર્ધન 20 ટકા સુધી પહોંચે છે, ત્યારે તેનો ઉપયોગ નૌકાદળના જહાજો અને સબમરીનના રિએક્ટરમાં થાય છે. યુરેનિયમની આ સ્થિતિને હાઇલી એનરિચ્ડ યુરેનિયમ કહેવામાં આવે છે. આ સ્તર સુધી પહોંચીને, યુરેનિયમ ખૂબ શક્તિશાળી અને વિનાશક બની ગયું છે. યુરેનિયમ-235 નું સંવર્ધન જેટલું વધારે થાય છે, તે વધુ ઘાતક, વિનાશક અને શક્તિશાળી બને છે.
અણુ બોમ્બ (90 ટકા)
જ્યારે યુરેનિયમનું સંવર્ધન 90 ટકા સુધી પહોંચે છે, ત્યારે આ 'સામગ્રી' અણુ બોમ્બ બનાવવા માટે તૈયાર છે. એટલે કે, યુરેનિયમ હવે એવી સ્થિતિમાં પહોંચી ગયું છે કે જો તેમાં ન્યુટ્રોન અથડાશે, તો સાંકળ પ્રતિક્રિયા શરૂ થઈ શકે છે અને મોટી માત્રામાં ઉર્જા મુક્ત થશે. એટલે કે, એક અણુ બોમ્બ બનાવી શકાય છે. આને વેપન ગ્રેડ યુરેનિયમ કહેવામાં આવે છે.
જ્યારે નરસિંહ રાવે અટલને કહ્યું - સામગ્રી તૈયાર છે
1996 માં, જ્યારે નરસિંહ રાવ વડા પ્રધાન હતા, ત્યારે ભારતે પોખરણમાં પરમાણુ પરીક્ષણની તૈયારી શરૂ કરી. રાવે ખાતરી કરી કે પરમાણુ શસ્ત્રો માટે જરૂરી સામગ્રી અને ટેકનોલોજી તૈયાર છે. સામગ્રીનો અર્થ એ છે કે યુરેનિયમનું સંવર્ધન પૂરતા સ્તરે કરવામાં આવે. જોકે, આંતરરાષ્ટ્રીય દબાણ અને યુએસ ગુપ્તચર માહિતીને કારણે 1995 માં પરીક્ષણ મુલતવી રાખવામાં આવ્યું હતું.
જ્યારે 1996 માં રાવનો કાર્યકાળ સમાપ્ત થયો, ત્યારે અટલ બિહારી વાજપેયીની 13 દિવસની સરકાર રચાઈ. ત્યારબાદ રાવે વાજપેયીને પરમાણુ પરીક્ષણની તૈયારીઓ વિશે માહિતી આપી અને કહ્યું, "સામગ્રી તૈયાર છે," એટલે કે શસ્ત્રો અને ટેકનોલોજી તૈયાર છે. વાજપેયીની સરકાર અલ્પજીવી હતી, તેથી પરીક્ષણ થયું ન હતું. પાછળથી 1998 માં, જ્યારે વાજપેયી ફરીથી વડા પ્રધાન બન્યા, ત્યારે પોખરણ-II પરીક્ષણ સફળતાપૂર્વક હાથ ધરવામાં આવ્યું.
યુરેનિયમ કેવી રીતે સમૃદ્ધ થાય છે?
યુરેનિયમ સંવર્ધન એક જટિલ વૈજ્ઞાનિક પ્રક્રિયા છે. તે એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં કુદરતી યુરેનિયમમાં હાજર યુરેનિયમ-235 (U-235) ની સાંદ્રતા વધારવામાં આવે છે, જે કુદરતી સ્થિતિમાં માત્ર 0.7% છે. બાકીનો ભાગ યુરેનિયમ-238 છે.
સંવર્ધન માટે, પ્રથમ યુરેનિયમ ઓક્સાઇડ (U₃O₈, યલોકેક) યુરેનિયમ ઓર (જેમ કે પિચબ્લેન્ડે) ખાણકામ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. યલોકેકને યુરેનિયમ હેક્સાફ્લોરાઇડ (UF₆) ગેસમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે, જે સંવર્ધન માટે યોગ્ય એક અસ્થિર અને હલકો ગેસ છે.
UF₆ ને ઉચ્ચ ગતિ (લગભગ 100,000 rpm) પર ફરતા સેન્ટ્રીફ્યુજમાં નાખવામાં આવે છે. U-235, જે હળવું છે, તે કેન્દ્ર તરફ ખેંચાય છે, જ્યારે ભારે U-238 બહાર રહે છે. આ U-235 ની સાંદ્રતામાં વધારો કરે છે.
સેન્ટ્રીફ્યુજ એક કાસ્કેડમાં જોડાયેલા હોય છે, જ્યાં UF₆ વારંવાર સમૃદ્ધ થાય છે.
યુરેનિયમને 0.7% થી 3-5%, પછી 20%, 60% અને અંતે 90% સુધી વધારવા માટે ઘણા તબક્કાઓ જરૂરી છે.
60% થી 90% સુધી સંવર્ધન પ્રમાણમાં ઝડપી છે, કારણ કે મોટાભાગના U-238 પહેલાથી જ દૂર કરવામાં આવે છે.
સંવર્ધનના છેલ્લા તબક્કામાં, U-235 (90%) આખરે ધાતુ અથવા ઓક્સાઇડના રૂપમાં પરમાણુ શસ્ત્રો માટે તૈયાર થાય છે. એટલે કે, હવે યુરેનિયમ અણુ બોમ્બ બનવા માટે તૈયાર છે. તેને ફક્ત ન્યુટ્રોનથી મારવાની જરૂર છે.
જો કોઈ દેશ 20% થી વધુ યુરેનિયમને સમૃદ્ધ કરે છે, તો તે ટૂંક સમયમાં 90% સુધી પહોંચી શકે છે. તેથી, તે આંતરરાષ્ટ્રીય ચિંતાનો વિષય છે.
ઈરાનનું યુરેનિયમ સંવર્ધન કેટલું આગળ વધ્યું છે?
ઈરાનનું યુરેનિયમ સંવર્ધન 60% સુધી પહોંચી ગયું છે, જે શસ્ત્ર-ગ્રેડની નજીક છે, અને તેના યુરેનિયમ ભંડાર 9 પરમાણુ શસ્ત્રો માટે પૂરતા છે. 13 જૂને, ઇઝરાયલી વડા પ્રધાન બેન્જામિન નેતન્યાહૂએ પણ આ જ વાતનો પુનરોચ્ચાર કર્યો. ફેબ્રુઆરી 2023 માં, IAEA ને 84% સુધી સંવર્ધન કરાયેલા યુરેનિયમના કણો મળ્યા, જેના પર ઈરાને સ્પષ્ટતા કરી કે તે પ્રયોગશાળાની ભૂલ હતી.
એ નોંધવું યોગ્ય છે કે 60% થી 90% સુધી સંવર્ધન પ્રમાણમાં ઝડપી છે, કારણ કે 60% સુધીમાં 90% થી વધુ તકનીકી કાર્ય પૂર્ણ થઈ ગયું છે. સૌથી મોટો પ્રશ્ન એ છે કે 20% સુધી યુરેનિયમનું સંવર્ધન બિન-લશ્કરી હેતુઓ માટે પૂરતું છે. આનાથી વધુ સંવર્ધન પરમાણુ અને લશ્કરી મહત્વાકાંક્ષાઓને પ્રતિબિંબિત કરે છે.