Wyjaśniamy, na czym polega wzbogacanie uranu. Uran to wyjątkowy pierwiastek chemiczny. Odgrywa bardzo ważną rolę w energetyce czy medycynie, ale najgłośniej mówi się o nim w kontekście broni masowego rażenia. Stosuje się go także jako element nacisków geopolitycznych. Na czym polega jego wzbogacanie? Uran jest szaro-białym, niezwykle twardym metalem. W odróżnieniu od wielu innych metali jest radioaktywny, czyli podlega naturalnemu procesowi, w którym rozpada się sam, uwalniając energię i emitując promieniowanie jonizujące. Występuje niemal wszędzie – skałach, glebie i wodzie, a w minimalnych ilościach nawet w roślinach i zwierzętach.Pierwiastek po raz pierwszy zidentyfikował niemiecki chemik Martin Heinrich Klaproth w 1789 roku i nazwał na cześć nowo odkrytej planety Uran. Jego potencjał ujawniono dopiero w XX wieku, gdy naukowcy odkryli, że jego atomy mogą się rozszczepiać w procesie znanym jako rozszczepienie jądra atomowego, czemu towarzyszy uwolnienie dużych ilości energii.Najbardziej interesujący izotop uranuWśród pierwiastków występujących naturalnie na Ziemi uran ma największą liczbę atomową – 92 (z niewielkimi wyjątkami). W tym metalu z grupy aktynowców naturalnym występuje głównie słabo promieniotwórczy izotop o liczbie masowej 238. W ilościach śladowych spotykany jest również izotop Uran-235 (0,7 proc.; jeszcze rzadszy jest Uran-234 – około 0,005 proc.) i właśnie ten jest najbardziej interesujący.Uran-238 zwykle nie jest izotopem rozszczepialnym, z wyjątkiem możliwości jego rozszczepienia w warunkach fuzji jądrowej na przykład w eksplozji bomby termojądrowej. Jako taki nie ma zastosowania w klasycznej energetyce jądrowej, gdyż nie nadaje się na paliwo jądrowe. Nie jest też wykorzystywany w budowie bomb atomowych opartej na rozszczepieniu ciężkich izotopów uranu czy plutonu.Reakcja łańcuchowaCo innego Uran-235 – jest on izotopem rozszczepialnym. Po pochłonięciu neutronu dochodzi do rozbicia jądra atomu, powstają kolejne neutrony, które jak pociski rozbijać inne jądra – tak powstaje samonapędzająca się reakcję łańcuchową.W reaktorze jądrowym reakcja jest kontrolowana i przebiega wolniej, powstająca energia służy między innymi do zasilania domów. W przypadku detonacji bomby atomowej niekontrolowana reakcja łańcuchowa przebiega znacznie szybciej, zaś ogromne ilości powstałej energii służą jako siła niszcząca.Jak Iran wzbogacał uranW energetyce jądrowej i produkcji bomby atomowej kluczowe jest wzbogacenie uranu, czyli zwiększenie jego stężenia. W tym pierwszym przypadku wystarczy poziom 3,5 proc. Broń atomowa wymaga już jednak 90 proc. i przypuszczalnie właśnie w tym kierunku w ostatnich latach zmierzał Iran.Zamieszanie wokół Republiki Islamskiej dotyczy właśnie podejrzeń, że wzbogaca pierwiastek powyżej wyznaczonego limitu 3,67 proc. i zmierza do produkcji broni atomowej. Przed czerwcową wojną z Izraelem inspektorzy Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (MAEA) regularnie kontrolowali irańskie obiekty nuklearne, ustalono, że kraj posiadał około 400 kilogramów uranu wzbogaconego do poziomu 60 proc. W tym przypadku trudno było mówić o pokojowym przeznaczeniu.Wzbogacanie uranu [INFOGRAFIKA]Jest kilka metod wzbogacania uranu. Najbardziej energochłonna jest tak zwana dyfuzja gazowa, dalej są rozdzielanie izotopów przy pomocy laserów czy metody elektromagnetyczne. Najbardziej rozpowszechniona polega na wzbogacaniu w wirówkach – i to właśnie z niej korzystają Iran czy Korea Północna.Procedura zaczyna się od przekształcenia uranu w gaz – sześciofluorek uranu. Wtłacza się go do maszyny zwanej wirówką, która bardzo szybko się obraca. Uran-235 jest nieco lżejszy od uranu-238, więc porusza się on wolniej na zewnątrz podczas wirowania, w efekcie dwa izotopy oddzielają się. Żeby wszystko szło sprawnie, stosuje się wiele wirówek. Zgodnie z postanowieniami umowy atomowej z 2015 roku, liczba wirówek do wzbogacania uranu w Iranie na najbliższe 10 lat miała zostać ograniczona z 19 tysięcy do 6 tysięcy. Wiadomo, że takie urządzenia znajdowały się w ośrodku w Fordo. Amerykanie zbombardowali obiekt podczas ostatniej eskalacji, ale istnieje podejrzenie, że reżim wywiózł wyposażenie bazy przed atakiem, gdyż stwierdzono wyjątkową aktywność ciężarówek przed atakiem.Tylko u nas: Amerykański atak na Iran i wnioski dla Polski. „Nic dobrego”Nie ma też pewności, czy faktycznie udało się zniszczyć obiekt. Amerykańskie bomby penetrujące GBU-57 przypuszczalnie mogą się przebić do głębokości około 60 metrów w skale, zaś tunele w Fordo miały znajdować się na głębokości 80-90 metrów, pod grubą warstwą skał i betonu.Energia elektryczna z uranuPodobnie jak w przypadku bomby atomowej, także w pokojowej energetyce jądrowej niewzbogacony uran nie ma żadnego zastosowania. Bez odpowiedniej ilości uranu-235 reaktor zwyczajnie nie zadziała. Mając poziom wzbogacenia do 20 proc. – choć wystarczy 3,5 proc. – można w stabilnych warunkach wykorzystać kontrolowaną reakcję rozszczepienia i wyprodukować ogromne ilości energii elektrycznej.Proces jest prosty i bezemisyjny. Energia cieplna powstała w wyniku reakcji rozszczepienia jest zamieniana w parę, para napędza turbinę, a ta generator. Tak powstaje około 10 proc. energii elektrycznej na świecie. Taka technologia ma też trafić do Polski.Uran znajduje też zastosowanie w medycynie, głównie jako surowiec do produkcji izotopów promieniotwórczych, które są wykorzystywane w diagnostyce i terapii. W niewielkich ilościach jest też stosowany w aparaturze medycznej, takiej jak tomografia emisyjna pojedynczych fotonów (SPECT) czy pozytonowa tomografia emisyjna (PET).Ropa to najważniejsza substancja we współczesnym świecie. Źródło rozwoju cywilizacyjnego, ale i geopolitycznych napięć. Znaczenie uranu również jest nie do przecenienia. Można przy jego pomocy zasilić miasto w energię, sprawić, że miasto wroga zostanie bez prądu albo zetrzeć je z powierzchni ziemi.Czytaj więcej: Iran może szybko wrócić do prac nad bombą atomową. „Jeśli tylko zechcą”