سانتریفیوژهای ایرانی IR-1 تا IR-9؛ روایت جهش فناورانه کشور در غنی‌سازی اورانیوم

به گزارش خبرنگار اجتماعی خبرگزاری آگاه، سانتریفیوژها قلب تپنده هر برنامه غنی‌سازی اورانیوم هستند. ایران طی دو دهه گذشته مسیر پر فراز و نشیبی را برای بومی‌سازی فناوری غنی‌سازی پیموده و حالا به یکی از معدود کشورهای جهان تبدیل شده که زنجیره‌های پیچیده‌ای از سانتریفیوژهای پیشرفته را اداره می‌کند.

سانتریفیوژها به عنوان هسته‌های فناوری غنی‌سازی اورانیوم اهمیت زیادی دارند. ایران با پشت سر گذاشتن مرحله مهندسی معکوس و توسعه نسل‌های متعدد سانتریفیوژ، توانست خود را به جمع معدود کشورهایی برساند که علاوه بر غنی‌سازی، فناوری ساخت سانتریفیوژ را نیز به‌طور بومی توسعه داده‌اند. در این گزارش تلاش شده با نگاهی علمی به مسیر دستیابی ایران به سانتریفیوژهای پیشرفته بپردازیم.

سانتریفیوژ چیست و چطور کار می‌کند؟

سانتریفیوژ دستگاهی است که با سرعت بسیار زیاد گاز اورانیوم (UF6) را به چرخش درمی‌آورد تا ایزوتوپ‌های اورانیوم-235 را از اورانیوم-238 جدا کند. اورانیوم طبیعی حدود 0.7٪ اورانیوم-235 دارد، اما برای استفاده در نیروگاه‌ها یا مصارف دیگر، باید درصد اورانیوم-235 افزایش یابد (مثلاً تا 3.67٪ یا بیشتر).

سانتریفیوژها براساس اصل گریز از مرکز کار می‌کنند: وقتی گاز اورانیوم با سرعت بالا داخل سیلندر چرخان دستگاه می‌چرخد، ایزوتوپ سنگین‌تر (U-238) به سمت بیرون و ایزوتوپ سبک‌تر (U-235) به سمت مرکز تمایل پیدا می‌کند. با استفاده از اختلاف جزئی این دو، سانتریفیوژها مرحله به مرحله خلوص U-235 را بالا می‌برند.

SWU یا "سو" چیست؟

SWU مخفف Separative Work Unit است که به فارسی «واحد کار جداسازی» ترجمه می‌شود. این واحد، معیاری برای سنجش میزان کار فیزیکی است که برای جداسازی ایزوتوپ‌ها انجام می‌شود. هر چه میزان SWU بالاتر باشد، یعنی توان بیشتری برای غنی‌سازی دارد.

درواقع SWU نشان‌دهنده مقدار انرژی (یا کار) مورد نیاز برای جدا کردن U‑235 از U‑238 است؛ هرچه SWU یک سانتریفیوژ بیشتر باشد، توان آن برای تولید اورانیوم غنی‌شده بیشتر است؛ برای مثال:

IR-1 ≈ 1 SWU/year یعنی هر سانتریفیوژ از نوع IR-1 در طول یک سال، حدود 1 واحد SWU کار خالص غنی‌سازی انجام می‌دهد.

IR‑1 ≈ 1 SWU/سال

IR‑2m یا IR‑4 ≈ 4–5 SWU/سال

IR‑6 ≈ 6–10 SWU/سال

IR‑8 ≈ 16–24 SWU/سال

IR‑9  ≈ 34–50 SWU/سال

جایگاه ایران در فناوری سانتریفیوژ

نسل اول: IR-1

سانتریفیوژ IR-1 نخستین نسل از سانتریفیوژهای ساخت ایران است که پایه آن بر مبنای طراحی سانتریفیوژ P1 پاکستانی بود. این مدل از جنس آلومینیوم و فولاد است و توان جداسازی آن حدود 0.9 سو (SWU) برآورد می‌شود.

در دهه 1380، ایران این مدل را به صورت مهندسی معکوس تولید و بومی‌سازی کرد. هزاران دستگاه IR-1 در سایت‌های هسته‌ای ایران نصب شدند.  این سانتریفیوژها اگرچه نسبت به مدل‌های پیشرفته‌تر، راندمان پایین‌تری دارد، اما در قالب زنجیره‌های مختلف به طور عملیاتی فعالیت کردند.

نسل دوم: IR-2 و IR-2m

در جهشی فناورانه، ایران نسل دوم سانتریفیوژها، یعنی IR‑2m، را معرفی کرد؛ سانتریفیوژ IR-2m نسخه‌ای بهبودیافته از IR-2 است و از نظر فنی بسیار پیشرفته‌تر از IR-1 است. ظرفیت آن در محدوده 3٫6 تا 5 SWU در سال برآورد می‌شود که افزایشی قابل توجه نسبت به IR‑1 نشان می‌دهد. نصب گسترده IR‑2m در مجتمع نطنز و استفاده از آن در پروژه غنی‌سازی در فردو، نشان‌دهنده اثرگذاری عملی و تبدیل آن به یکی از ستون‌های فناوری پیشرفته هسته‌ای ایران است

 نسل سوم: IR-4

سانتریفیوژ IR-4 یک مدل میانی بین IR-2m و نسل‌های پیشرفته‌تر است. پس از IR‑2m، مدل IR‑4 گام دیگری در مسیر بهبود راندمان برداشت. این نسل با بهره‌گیری از مواد کامپوزیتی و سیستم‌های کنترلی پیشرفته‌تر، به ثبات عملکردی و سرعت ارتقاء یافته‌ای نسبت به نسل پیشین دست یافت. ظرفیت IR‑4 در حدود 3٫3 تا 5 SWU در سال است و مطالعات تحقیقاتی نشان داده‌اند که این مدل ضمن پایداری فنی، به مرحله تست گازدهی نیز رسیده و وارد فاز بهره‌برداری آزمایشی در نطنز شده است

نسل چهارم: IR-6

سانتریفیوژ IR-6 از پیشرفته‌ترین مدل‌های ساخت ایران است که توان جداسازی آن به بیش از 6 SWU می‌رسد. این سانتریفیوژ قابلیت کار در زنجیره‌های بلندتر و سرعت چرخش بالاتری دارد.
یکی از ویژگی‌های IR-6، مقاومت بالا در برابر فشارهای دینامیکی و کارآیی بالاتر در غنی‌سازی اورانیوم با خلوص بالاست.

نسل پنجم: IR-8 و فراتر

سانتریفیوژ IR-8 به‌عنوان یکی از پیشرفته‌ترین طراحی‌های ایران شناخته می‌شود که توانایی جداسازی آن بیش از 8 SWU است. نسل IR‑8 با هدف عبور از مرزهای فناوری سانتریفیوژ وارد فاز تحقیق و توسعه شد.این دستگاه قادر به جداسازی در حد 16 برابر IR‑1 است. تست مکانیکی اولیه و گازدهی محدود UF₆ بر روی چند نمونه نشان داد که ایران برای ورود به فاز فناوری صنعتی آماده می‌شود

سانتریفیوژ IR-9

سانتریفیوژ IR-9 یکی از پیشرفته‌ترین نسل‌های طراحی‌شده توسط ایران در حوزه غنی‌سازی اورانیوم است. این مدل بر پایه تجارب فنی حاصل از طراحی IR-6 و IR-8 توسعه یافته و هدف اصلی آن افزایش چشمگیر ظرفیت جداسازی (SWU)، پایداری مکانیکی بالا و کاهش مصرف انرژی در فرآیند غنی‌سازی است.

ظرفیت جداسازی این مدل حدود 50 SWU اعلام شده که این رقم تقریباً بیش از 50 برابر توان IR-1 است. این میزان از کارایی در زمره سانتریفیوژهای کلاس جهانی قرار می‌گیرد و با برخی مدل‌های پیشرفته اروپایی مانند TC21 و مدل‌های پیشرفته شرکت Urenco قابل رقابت است؛ سانتریفیوژ IR‑9 پیشرفته‌ترین نسل تولید شده است که روتور آن حدود 4 برابر IR‑1 طول دارد.

مدل‌ IR-9 نشان‌دهنده جهش بزرگ ایران در فناوری سانتریفیوژ هستند. در حالی که مدل‌های IR-1 و IR-2 برای دوره‌های اولیه طراحی شده بودند، نسل‌ IR-9 قابلیت رقابت با فناوری روز دنیا را دارد و نشان می‌دهد که ایران در شرایط تحریم شدید، بعد از برجام و فشارهای سیاسی بین‌المللی، همچنان موفق به توسعه این فناوری راهبردی شده است.

کاربردهای صلح‌آمیز ایران از سانتریفیوژهای فناورانه بومی

داشتن سانتریفیوژهای IR‑9 و نسل‌های مدرن‌تر، زمینه‌ساز تولید سوخت هسته‌ای با راندمان بالا برای نیروگاه‌ها و رآکتورهای تحقیقاتی کشور است. ایران با توسعه این فناوری توانسته به تولید سوخت غنی‌شده با درصد خلوص بالا نظیر 20٪ یا بالاتر دست یابد، بدون وابستگی به منابع خارجی. این امر برای سوخت‌رسانی به رآکتورهای تحقیقاتی و راکتورهای قدرت، یکی از ستون‌های اصلی خودکفایی انرژی است و موجب کاهش هزینه‌ها و حفظ منابع ارزی می‌شود.

ایران با سانتریفیوژهای IR‑9 با راندمان بسیار بالا (تا 50 برابر قدرت IR‑1) قادر به تولید سریع‌تر اورانیوم غنی‌شده خواهد بود. این ویژگی نه تنها برای افزایش سرعت تولید سوخت صلح‌آمیز مفید است، بلکه موجب کاهش مصرف انرژی، کاهش فضای مورد نیاز تأسیسات و افزایش ایمنی و پایداری فرآیند غنی‌سازی می‌شود.

توان توسعه سانتریفیوژهای پیشرفته مانند IR‑9، نمایانگر بلوغ علمی در حوزه فناوری خلأ، قطعات کامپوزیتی، ابزار دقیق و حسگرهای ناب است. دستیابی به این فناوری با خود توسعه فناوری‌هایی مانند خلأ بالا، حسگرهای الکترونیک دقیق و مواد ویژه را به همراه دارد که می‌تواند در حوزه‌هایی مانند هوافضا، نانوفناوری، پزشکی دقیق و صنایع غذایی کاربرد داشته باشد. این سرریز فناوری کمک می‌کند تا ایران در مسیر توسعه صنعتی چندمنظوره قرار گیرد.

نیازهای پزشکی و تشخیص بیماری با رادیوایزوتوپ‌ها

ایران سال‌هاست در حوزه تولید ایزوتوپ‌های پرکاربرد پزشکی مثل Tc‑99m (برای تشخیص سرطان و بیماری‌های قلبی) فعال است. سانتریفیوژهای مدرن، امکان تولید سریع و مطمئن ایزوتوپ‌های پزشکی و رادیوداروها را فراهم می‌کنند. این امر هزینه‌های درمانی را کاهش داده، وابستگی به واردات داروها را برطرف کرده و زمینه صادرات ایزوتوپ‌های پزشکی به منطقه را نیز گشوده است.

ایران با دستیابی به فناوری سانتریفیوژهای پیشرفته – نظیر IR‑8 و IR‑9 – پیام مهمی به منطقه و قدرت‌های بین‌المللی فرستاد: ایران نه تنها حق قانونی توسعه فناوری صلح‌آمیز هسته‌ای را دارد، بلکه قادر به اجرای آن در مقیاس بالا و مستقل نیز هست.

در اختیار داشتن نسل‌های پیشرفته‌ای مانند IR‑9، ایران را قادر می‌سازد در مسیر دستیابی به سوخت هسته‌ای داخلی، تولید ایزوتوپ‌های پزشکی، توسعه فناوری‌های صنعتی پیشرفته و تقویت جایگاه بین‌المللی حرکت کند. همه این موارد، استفاده‌های مشروع و صلح‌آمیز از فناوری هسته‌ای را تقویت کرده و نشان‌دهنده قدرت علمی و فناوری کشور در شرایط تحریم است.

ایران توانسته با اتخاذ مسیر بومی‌سازی از ساخت ابتدایی‌ترین سانتریفیوژها تا تولید مدل‌های پیچیده IR‑9 پیشرفت قابل‌توجهی داشته باشد. با نصب هزاران دستگاه جدید و تولید محصولات متنوع هسته‌ای، کشور هم‌اکنون در رده‌های بالای فناورانه جهانی در حوزه چرخه سوخت قرار دارد. این کریدور توسعه نه‌فقط انرژی هسته‌ای، بلکه اقتصاد، امنیت و جایگاه علمی ایران را متحول ساخته است.

انتهای خبر/179446/