Uranyum, doğada kararlı izotopa sahip olmayan, savunma sanayi ve enerji alanında kullanılan önemli bir elementtir. Doğal uranyum içinde üç radyoizotop bulunmaktadır. Bunları U238, U235 ve U234 olarak sıralayabiliriz. U234, yüzde 0,0050 ila 0,0059 aralığında çok küçük miktarda bulunduğundan yazımızda dikkate alınmayacaktır. Enerji alanında ve silah yapımında kullanılan izotop ise U235’tir.

Uranyum elementini kavrayabilmemiz için uranyum atomlarını misket, elementi ise fanus olarak düşünelim. Bu fanusun içinde 1000 adet bilye olduğunu varsayarsak U238 bilyelerinden 993 adet (yüzde 99,3), 235 bilyelerinden ise 7 adet (yüzde 0,07) olduğunu düşünebiliriz. Nükleer reaktörlerde ve silah yapımında bu fanus içindeki U235 bilyelerinin oranını arttırmamız, U238 oranını azaltmamız gerekmektedir. Bu işlem, uranyum zenginleştirme olarak tanımlanmaktadır.

Küresel düzeyde uranyum zenginleştirme seviyeleri farklı farklı kullanım alanlarına sahiptir. Bunlardan en düşük seviyede olanı Düşük Zenginleştirilmiş Uranyum (LEU) seviyesi olarak tanımlanmaktadır. Yüzde 3-5 zenginleştirilmiş U235, nükleer reaktörlerde kullanılmaktadır. Bir diğer zenginleştirme seviyesi ise Yüksek Zenginleştirilmiş Uranyum (HEU) seviyesidir. Bazı araştırma reaktörleri ve nükleer silahlar için ≥yüzde 20 seviyesinde zenginleştirme yapılmış U235 kullanılmaktadır. Son zenginleştirme seviyesi ise yüzde 90 ve üzeri U-235 zenginleştirmesidir. Bu seviye nükleer bomba yapımında kullanılan zenginleştirme seviyesidir.

Gaz Difüzyonu, UF₆ (uranyum hekzaflorür) gazının gözenekli bir membrandan geçirilerek ayrıştırılmasını içerir. Hafif izotop (U-235 içeren UF₆) daha hızlı difüze olur. Bu teknoloji diğer yöntemlere göre basit olduğundan avantajlı kabul edilir ancak yüksek enerji tüketiminden dolayı verimliliği düşüktür. Eskiden bu yöntem yaygın olsa da (ABD'nin Oak Ridge tesisleri) artık terk edilmektedir.

Gaz Santrifüj, UF₆ gazının çok yüksek hızda döndürülerek silindirik bir santrifüjde ayrıştırılmasını içerir. Ağır U-238 içeren moleküller dış duvara, hafif U-235 içerenler merkeze yakın kalır. Difüzyon yöntemine göre 10 kat daha verimli olup enerji tüketimi de bir o kadar düşüktür. Santrifüj üretimi oldukça zor olduğundan hassas mühendislik gerektirmektedir. Bu da diğer yöntemlere........

© Aydınlık