اليورانيوم عالي التخصيب: قليله كثير

تستحق المبادرات الدولية الرامية إلى  تقليل استخدام اليورانيوم عالي التخصيب دعماً غير مشروط، لكن التحول إلى استخدام اليورانيوم منخفض التخصيب يكون في الغالب أمراً  صعبا. تستخدم المفاعلات البحثية تصاميم متنوعة كما تُستخدم هذه المفاعلات لأغراض واسعة النطاق، ولدى العديد من الدول وجهات نظر مختلفة بشأن كيفية  انجاز عملية التحول. في موطني كازاخستان، تم وضع خطط أولية  لتحول ثلاث مفاعلات بحثية إلى استخدام وقود اليورانيوم منخفض التخصيب. لكن التقدم لم يكن بالسرعة المفترضة.

لماذا؟ للإجابة على ذلك، لا بد من فهم البيروقراطية المحيطة بالمفاعلات البحثية في كازاخستان، والتي تمتلكها وتديرها جهات حكومية. اذ يمتلك المركز الوطني النووي اثنين من المفاعلات البحثية الأربع في البلاد المعروفين باسم "اي في جي" و "اي جي ار"، ويقوم بتشغيل هذين المفاعلين أحد أقسام المركز وهو معهد الطاقة الذرية، وهي ايضاً الجهة التي أعمل لصالحها. المفاعل الثالث فهو مملوك لمعهد الفيزياء النووية، وهو جهة منفصلة عن المركز النووي الوطني. المفاعل الرابع فهو في حالة اغلاق ممتد، وتم تفريغه من الوقود وهو غير جدير بالأهمية من منظور مسألة التحول.

ويجب أن توافق جهتان حكوميتان على عملية التحول الى استخدام اليورانيوم منخفض التخصيب — وكالة الطاقة الذرية، التي تنظم العمل بالمفاعلات وتشرف على قضايا مثل الترخيص والسلامة،  ووزارة الصناعة والتقنيات الجديدة. وقد أعطت الوزارة موافقتها على التحول الى استخدام اليورانيوم منخفض التخصيب في كل من مفاعلي "اي في جي" و "اي جي ار". لكن وكالة الطاقة الذرية (التي سيعاد تسميتها قريبا لتصبح لجنة الطاقة الذرية) لم توافق.  لا تصدر الوكالة موافقتها على التحول إلا اذا وافق كبير المصممين ومدير الأبحاث على إجراء تغييرات  في المفاعلين؛ اذ تشترط القوانين والأنظمة المعمول بها في كازاخستان إشراك كبير المصممين ومدير الأبحاث في المفاعلين عند اتخاذ قرارات مثل التحول الى استخدام اليورانيوم منخفض التخصيب.

وهنا تصبح الأمور أكثر تعقيدا، وذلك لأن كبير المصممين ومدير الأبحاث لا ينتميان الى جهات كازاخستانية.  لا بل أنهما، بسبب الأصول السوفياتية للمفاعلات، ينتميان الى جهتين روسيتين مملوكتين للحكومة وتلعبان حالياً دورا مصغراً في تشغيل المفاعلات. ولأكون أكثر تحديداً،  لا تقوم اي جهة روسية حتى الآن بالتنسيق بين أعمال كبير المصممين ومدير الأبحاث، لتصبح عملية التنسيق متروكة لمعهد الطاقة الذرية. لكن ليس بوسع المعهد تنسيق أعمال جهات في بلد آخر.

من المفيد هنا أن نتذكر الهيكل التنظيمي الذي تم العمل بموجبه عندما أنشئت لأول مرة المفاعلات البحثية في كازاخستان. كانت جميع الأعمال تتم تحت القيادة الموحدة للوزارة السوفيتية المعنية بالعلوم والطاقة والصناعة النووية. مدير الأبحاث وكبير المصممين والهيئة المشغلة كانوا جميعا جزء من هذه الوزارة، وكانت تربطهم ببعضهم البعض مجموعة واضحة من الالتزامات والمسؤوليات. ساعد هذا النظام التفاعلي على إنشاء القطاع العلمي والصناعي الأكثر تقدماً في الاتحاد السوفياتي، وواحدة من صناعات القدرة النووية الأكثر تقدماً في العالم. للأسف، فإن الحكومة الكازاخستانية بشكل عام، ناهيك عن معهد الطاقة الذرية نفسه، تفتقر إلى القدرات التي امتلكتها الوزارة السوفياتية السابقة.

أمام كل هذه الحقائق، حاول ممثلوا مبادرة  تخفيض التهديد العالمي، وهو مشروع أطلقته الولايات المتحدة معني بقضية خفض اليورانيوم عالي التخصيب، التعامل مع جهة أخرى، وهي الشركة الروسية المصنعة لوقود المفاعلات.  كانت الفكرة أن يقوم  مزود الوقود بتطويروقود يورانيوم منخفض التخصيب يمكن المفاعلات من التحول الى استخدام اليورانيوم منخفض التخصيب. لكن ذلك، على الرغم من أنه قد يحل بعض المشاكل التقنية، لن يجدي نفعاً مع المشاكل البيروقراطية. اذ أننا نصطدم مرة أخرى بمطلب المشاركة الكاملة لكبير المصممين ومدير الأبحاث.

يحاول معهد الطاقة الذرية الآن الالتفاف على هذه المشاكل عن طريق التفاوض مع مزود وقود المفاعلات، على أمل أن يتحمل مزود الوقود مسؤولية التنسيق بين جميع الجهات الروسية المعنية. في الواقع، تسير جهود التحول بسلاسة أكبر في  المفاعل البحثي الكازاخستاني الذي يديره معهد الفيزياء النووية، والسبب في ذلك على وجه التحديد هو قيام شركة روسية منتجة للقود مملوكة للدولة بالتنسيق بين جميع الجهات الروسية ذات الصلة.

ربما يكون الحل المثالي لعملية التحول في كازاخستان هو قيام ممثلي الحكومة الأميركية بتكثيف الاتصال مع المسؤولين في روسيا، وتشجيع الحكومة الروسية على القيام بالاهتمام الحقيقي — وتحمل مسؤولية جميع جوانب عملية التحول التي تشمل اختصاصات الروس من مدير الأبحاث وكبير المصممين والشركة المصنعة للوقود. في النهاية قد تمضي عملية التحول قدماً بدون هذا النوع من التعاون الحكومي الدولي. لكن على أي حال، فإن تجربة التحول في كازاخستان تعطي مثالا على المشاكل التي يمكن أن تواجهها المفاعلات أثناء محاولة خفض استخدامها من اليورانيوم عالي التخصيب.

يُستخدم التكنيشيوم 99، وهو نظير طبي متبدل الاستقرار، ومنتج اضمحلالي للموليبدينوم 99، الذي يعتبر أهم نظير مشع مستخدم في الطب النووي، في حوالي 85 في المئة من إجمالي عمليات التشخيص في الطب النووي، والتي تصل إلى 30 مليون عملية سنويا.

يمكن إنتاج الموليبدينوم 99 من خلال عدة طرق، لكن أكثرها فعالية للتطبيقات الطبية هي طريقة الانشطار — باستخدام النيوترونات الحرارية المنتجة في مفاعل نووي لتشعيع أهداف تحتوي على اليورانيوم. ينتج عن ذلك انقسام (أو انشطار) ذرات اليورانيوم إلى العديد من النظائر المستقرة والنشطة إشعاعيا، أحدها الموليبدينوم 99. يتم نقل هذا النظير في النهاية إلى مصنعي المولدات، الذين يقومون بنقل المولدات إلى مراكز الطب النووي. هناك يستخدم التكنيشيوم 99 في تصنيف الجزيئات لاستخدامها في عمليات التشخيص.

يمكن استخدام أي من اليورانيوم عالي التخصيب أو اليورانيوم منخفض التخصيب  كهدف (المادة التي يتم إطلاق النيوترونات في قلب المفاعل عليها لإحداث انشطار فيها). إن استخدام اليورانيوم عالي التخصيب يحمل مخاطر معززة للإنتشار والإرهاب النوويين. يقلل استخدام اليورانيوم منخفض التخصيب من هذه المخاطر بشكل ملحوظ.

من عالي التخصيب إلى منخفض التخصيب. بدأت الهيئة الوطنية الأرجنتينية للطاقة الذرية، وهي المسؤولة عن تنفيذ البحث والتطوير النووي وأيضا تنفيذ تطبيقات وخدمات مثل إنتاج النظائر المشعة، في إنتاج الموليبدينوم 99 في عام 1985، باستخدام أهداف مخصبة بالنظير 235 لأكثر من 90 في المئة. خلال عامي 1988 و 1989، تم تحول المفاعل RA-3 التابع للهيئة — وهو حاليا المفاعل الأكثر أهمية في أمريكا اللاتينية لإنتاج النظائر المشعة — للاعتماد على وقود اليورانيوم منخفض التخصيب  للتجاوب مع المخاوف الدولية بخصوص الانتشار النووي. ثم جاءت الخطوة التالية لخفض استخدام اليورانيوم عالي التخصيب من خلال تطوير طريقة لإنتاج الموليبدينوم باستخدام أهداف اليورانيوم منخفض التخصيب.

كان التحدي الأول متمثلا في تطوير هدف مناسب من اليورانيوم منخفض التخصيب بحيث ينتج على الأقل نفس كمية الموليبدينوم التي يتم الحصول عليها باستخدام  هدف اليورانيوم عالي التخصيب. ولتحقيق ذلك، تم تنفيذ مشروع مشترك لعزل وتنقية الموليبدينوم بواسطة مجموعات في الهيئة الوطنية الأرجنتينية للطاقة الذرية مسؤولة عن تصنيع عناصر الوقود والأهداف والمعالجة الكيميائية للأهداف. تم اختبار العديد من مركبات اليورانيوم حتى تم تطوير هدف من اليورانيوم منخفض التخصيب بهندسة مماثلة للهدف السابق من اليورانيوم عالي التخصيب لكن بمحتوى أعلى من اليورانيوم.

تطلب البدء في استخدام هذه الأهداف الجديدة إجراء العديد من التغييرات في عمليات الفصل والتنقية في المنشأة، بينما البنية التحتية كانت بحاجة لتعديلات طفيفة للغاية. في عام 2002، بدأ الإنتاج التجاري من الموليبدينوم 99 من أهداف اليورانيوم منخفض التخصيب. قام طاقم العاملين بالهيئة بتنفيذ مشروع التحول بأكمله، بدون اي دعم تقني أو مالي خارجي. اليوم، تنتج الهيئة الوطنية الأرجنتينية للطاقة الذرية الموليبدينوم 99 ذا الجودة العالية والذي يكفي احتياجات الأرجنتين بالكامل وثلث احتياجات البرازيل. إضافة إلى ذلك، يتم تصدير حوالي 15 في المئة من الموليبدينوم 99 المُنتَج لمنطقة أمريكا اللاتينية، غير البرازيل، على شكل مولدات التكنيشيوم 99.

التجربة الأرجنتينية في التحول من استخدام اليورانيوم عالي التخصيب إلى اليورانيوم منخفض التخصيب دائما تكون حاضرة على المستوى الدولي كدليل على أن عملية  التحول ممكنة تقنيا واقتصاديا.  تشمل أمثلة ذلك، دراسة "إنتاج النظائر المشعة الطبية بدون اليورانيوم عالي التخصيب" التي أجريت عام 2009 بتكليف من الكونجرس الأمريكي ، ومنشورات المجموعة رفيعة المستوى لتأمين إمدادات النظائر الطبية المشعة، وهي مبادرة لمعالجة القضايا العالمية المتعلقة بالامدادات، وكذلك التحول إلى أهداف اليورانيوم منخفض التخصيب في إنتاج النظائر المشعة إنشطاريا ، وبرنامج وزارة الطاقة الأمريكية المعروف باسم التخصيب المنخفض  لمفاعلات الأبحاث والتجارب.

سوف تساعد الجهود الحالية التي تبذلها الهيئة الوطنية الأرجنتينية للطاقة الذرية لبناء مفاعل جديد للبحث والإنتاج، إضافة لإنشاء مصنع جديد بطاقة أكبر لإنتاج النظائر المشعة  إنشطاريا، على زيادة توفر النظائر المشعة الطبية المنتجة بأهداف اليورانيوم منخفض التخصيب. سيساعد هذا على تجنب حدوث أزمات في امدادات التكنيشيوم 99 — في عام 2009  حددثت مشاكل في منشأة كندية لإنتاج التكنيشيوم أسهمت في في إشعال مثل هذه الأزمات — كما ستساهم أيضا في المبادرة العالمية لخفض اليورانيوم عالي التخصيب.

تشجيع التحول. تسير الجهود الدولية لخفض استخدام اليورانيوم عالي التخصيب في القطاع المدني في الاتجاه الصحيح. العديد من المبادرات المشار إليها سابقا هي أدوات قوية لإشهار إمكانية وأهمية  التحول إلى اليورانيوم منخفض التخصيب؛ وكذلك  جهود  الوكالة الدولية للطاقة الذرية لتنسيق الاجتماعات وإقامة مشاريع بحثية في هذا الموضوع. على الصعيد الوطني، ينبغي على الدول ذات الاحتياج الكبير لمنتجات الموليبدينوم المُنتج انشطاريا أن تبدي تفضيلا للموردين الذين يستخدمون اليورانيوم منخفض التخصيب وتفرض قيودا على المنتجات التي تعتمد على اليورانيوم عالي التخصيب.

ساهمت الهيئة الوطنية الأرجنتينية للطاقة الذرية بقوة في عملية  التحول- ليس فقط  بتحول قلبي مفاعليها النوويين RA-3 و RA-6وعملية إنتاج الموليبدينوم 99 إلى استخدام اليورانيوم منخفض التخصيب، ولكن أيضا عن طريق نجاحها في نقل تقنياتها المستخدمة في إنتاج اليورانيوم منخفض التخصيب إلى هيئات في الخارج من بينها المنظمة الأسترالية للعلوم والتقنيات النووية وهيئة الطاقة الذرية المصرية.

إن تضافر الجهود الوطنية والمتعددة الأطراف  يساعد على خلق  تفهم أفضل لأهمية ازالة اليورانيوم عالي التخصيب من التطبيقات المدنية. إن هذا يساهم في جعل العالم مكانا أكثر أمانا.

يعتبر التحكم في الحصول على مواد انشطارية من أحد أهم التدابير التي يمكن اتخاذها لمنع انتشار الأسلحة النووية، ومن المعترف به على نطاق واسع أن اليورانيوم عالي التخصيب يشكل تهديدا بالانتشار سواء استخدم في تطبيقات عسكرية أو مدنية . وهذا يفسر التوجه الدولي  في تفضيل اليورانيوم منخفض التخصيب على اليورانيوم عالي التخصيب. لكن ما هي التحديات التي تواجهها الدول النامية التي تختار خيار خفض اليورانيوم عالي التخصيب؟

في العالم النامي، هناك استخدمان لليورانيوم عالي التخصيب لهما صلة بمبادرات خفض التخصيب: كوقود لمفاعلات الأبحاث التي لم يتم بعد، أو لا يمكن تحولها لتعمل باليورانيوم منخفض التخصيب، وكأهداف  تحتوي اليورانيوم القابل للإنشطار لإنتاج النظائر المشعة للاستخدام الطبي. (هناك استخدامان آخران قد يتم مناقشتهما في المستقبل: وقود المفاعلات البحرية ووقود المفاعلات السريعة).

في بعض الأحيان تستخدم المنظمات، التي تشجع على التحول إلى استخدام اليورانيوم منخفض التخصيب، مثل الإدارة الوطنية الأمريكية للأمن النووي والوكالة الدولية للطاقة الذرية، سياسة العصا والجزرة لتشجيع الدول النامية على  التحول. في سياسة العصا، قد تلوح هذه المنظمات مهددة بفكرة أن الدول النامية سوف تفقد إمداداتها من اليورانيوم المخصب إذا لم تتحول إلى استخدام اليورانيوم منخفض التخصيب. أما في سياسة الجزرة، فقد تقترح هذه المنظمات تقديم دعم للدول النامية متمثلا في مبادرات بحثية وإنمائية أو فرص لتصدير النظائر المشعة. تحاول العديد من الدول النامية، استجابة منها لضغوط سياسية أو قيود تجارية، وفي محاولة منها لإثبات تعاونها دوليا، خفض استخدامها لليورانيوم عالي التخصيب بقدر الإمكان. ومع ذلك، ثمة صعوبة أمام مفاعلات الأبحاث في العالم النامي، وهي أن مديري المنشئات غالبا ما يواجهون ضغوطا لخفض التكاليف التي تتحملها الجهات  الممولة — والتحول إلى استخدام اليورانيوم منخفض التخصيب، سواء لاستخدامه كوقود أو أهداف، ويتضمن تكاليف مالية كبيرة .

يكلِّفُ كثيراً؟ العديد من مفاعلات الأبحاث التي تستخدم اليورانيوم عالي التخصيب كوقود غير مظطرة الى التحول الى استخدام اليورانيوم منخفض التخصيب — فلديهم  مخزونٌ من الوقود يكفي للعديد من دورات التشغيل. لكن بالنسبة للمفاعلات التي تتطلب امدادات جديدة من الوقود، فثمة سؤال ذو شقين يطرح نفسه: هل يمكن عمليا للمفاعل أن يتحول ليعمل باليورانيوم منخفض التخصيب، وهل يمكن تنفيذ  التحول بطريقة فعالة  وإقتصادية؟ وفي حال قررت إدارة المفاعل التحول، فيجب أن تجد الدعم المالي المناسب كي تضمن أن التحول لإستخدام اليورانيوم منخفض التخصيب يتم على نحو سلس، يكفل الاستدامة التشغيلية للمنشأة .

تُشكًل مسألة التحول إلى استخدام أهداف اليورانيوم منخفض التخصيب لإنتاج النظائر المشعة الطبية مجموعة مختلفة من القضايا.  إن انتاج النظائر المشعة صناعة دولية رئيسة؛ الموليبدينوم 99 وعلى الأخص منتجه الاضمحلالي تكنيتيوم  99 (وهو نظير طبي متبدل الاستقرار) يلعب دورا في تلبية احتياجات نحو 30 مليون حالة علاجية سنويا. تاريخيا، اعتمدت هذه الصناعة على تشعيع الأهداف الحاملة لليورانيوم عالي التخصيب ( غالبا  يخصب اليورانيوم 235 لأكثر من 90 في المئة). يتطلب التحول إلى استخدام أهداف اليورانيوم منخفض التخصيب زيادة محتوى اليورانيوم المستهدف ضعفين أو أكثر، وهذا يمثل تحديا تقنيا. إضافة إلى ذلك، إذا أريد الحفاظ على مستوى إنتاج النظائر المشعة، فستكون هناك حاجة إلى مزيد من الأهداف، كما سيتم إنتاج كميات أكبر من النفايات .

ثمة عقبة أخرى وهي أنه غالبا ما تطلب عملية التحول الى استخدام اليورانيوم منخفض التخصيب في المنشآت، سواء أكان ذلك وقوداً أو أهدافاً تخضع للتحول، وقتا طويلا قد يبلغ عدة سنوات، وخلالها يجب أن يتم تحديث التراخيص النووية والتصاريح باستعمال التطبيقات الطبية. كل هذا يستلزم مقدما تكاليف هائلة، والتي سيتحملها إما المفاعل أو منتج النظائر المشعة، أو إحدى الجهات  الممولة الرئيسية (الحكومة، على سبيل المثال). إضافة إلى ذلك، فإن مفاعلات الأبحاث والمنشئآت المنتجة للنظائر المشعة ينبغي أن يكترثوا لخسائر المبيعات خلال أي تحول، بمعنى أنه غالبا ما يتطلب تنفيذ التحول حتى مع استمرار عمليات الإنتاج القائمة. وهذا له آثار كبيرة على القدرات والتكاليف .

غالبا ما تكون الخيارات المالية محدودة بالنسبة لمفاعلات الأبحاث في العالم النامي التي تواجه مثل هذه القضايا. هذه المفاعلات يمكنها أن تطلب المساعدة من الجهات الداعمة مثل الحكومة. كما يمكنها محاولة إدارة التمويل المتوفر من الإنتاج التجاري للنظائر المشعة، أو يمكنها، عندما يكون ذلك متاحا، أن تطلب المساعدة من الدول المتقدمة — أي الحوافز. (غالبا ما يتم تحقيق أفضل النتائج من خلال الجمع بين كل هذه الأساليب الثلاثة.) جاءت المساعدة التقنية والمالية من الدول المتقدمة عن طريق، ضمن مصادر أخرى، وزارة الطاقة الأميركية ومبادرة الإدارة الوطنية الأمريكية للأمن النووي المعروفة باسم برنامج خفض التخصيب في مفاعلات البحث والاختبار، وكذلك أيضا البرنامج الروسي لاسترداد وقود مفاعلات الأبحاث، حيث نالت كلتا المبادرتين دعما تنظيميا وماليا كبيرا من الوكالة الدولية للطاقة الذرية.

حد منخفض جدا؟ عندما تناقش الدول المتقدمة والنامية مسألة  خفض اليورانيوم عالي التخصيب، تتصدر عادة مسألة  تحول المفاعلات إلى اليورانيوم منخفض التخصيب جدول الأعمال. ويأتي في المرتبة الثانية إزالة المواد النووية والتخلص منها في الوقت المناسب من المنشئآت التي لم تعد تستخدم هذه المواد. وللمساعدة في تحول المفاعلات، غالبا ما توفر الدول المتقدمة تقييمات حسابية مدعومة عن جدوى تشغيل المفاعلات باستخدام اليورانيوم منخفض التخصيب والزيادات المتوقعة في التكاليف لإنتاج النظائر بعد التحول. إزالة المواد نووية والتخلص منها يثير عدة مسائل من بينها التخزين الآمن للمواد الانشطارية المستخدمة حتى يمكن معالجتها بشكل مناسب أو إعادة تصديرها. وقد تم إحراز تقدم كبير في السنوات الأخيرة فيما يتعلق بإعادة المواد الانشطارية المستخدمة من مفاعلات الأبحاث إلى الولايات المتحدة وروسيا، ولكن لا تزال هناك بعض المشاكل — مثل كيفية إعادة المواد المقترنة بالوقود والتي لم تنشأ في الولايات المتحدة أو روسيا. إضافة إلى ذلك، فإن برنامج مواد الفجوة، وهو  جزء من "المبادرة الأمريكية للحد من التهديد العالمي" التي تهدف إلى معالجة المواد ذات المخاطر العالية ولم تعالج في أية برامج أخرى ، يبدو خاملا .

إلى جانب كل هذا، السؤال المطروح في اجتماع المائدة المستديرة هذا — "ما هي الطريقة المثلى التي تستطيع من خلالها الدول المتقدمة التحفيز على برامج خفض اليورانيوم عالي التخصيب في الدول الناشئة والنامية؟" — يقتضي إيضاح عبارة " خفض اليورانيوم عالي التخصيب ".

إن الدافع لخفض اليورانيوم عالي التخصيب له علاقة كاملة بمعاهدة حظر الانتشار النووي، وبالجهود التي تبذلها نحو 200 دولة موقعة على منع انتشار الأسلحة النووية. ان خفض استخدام اليورانيوم عالي التخصيب في الإستخدامات المدنية هو نتيجة طبيعية للمعاهدة. لكن على الرغم من وجود مناقشات منتظمة حول هذه المسألة، لا يوجد إجماع عالمي حول ماذا يعني خفض اليورانيوم عالي التخصيب ، في مقابل التخلص من اليورانيوم عالي التخصيب. وعلاوة على ذلك، هناك شك كبير يحيط بفكرة أن جميع مستويات استعمالات اليورانيوم عالي التخصيب تمثل مشكلة انتشار حقيقية .

اليورانيوم عالي التخصيب، من حيث التعريف، هو الذي تزيد فيه نسبة تركيز اليورانيوم 235 عن 20 في المئة؛ واليورانيوم منخفض التخصيب هو الذي تقل فيه نسبة تركيز اليورانيوم 235 عن 20 في المئة. والسؤال الذي أطرحه هنا، ربما يكون خلافيا إلا إنه مع ذلك يستحق النظر: لماذا لا يتم زيادة نسبة التركيز المحددة لليورانيوم منخفض التخصيب إلى أكثر من 20 في المئة، وذلك لمساعدة مفاعلات الأبحاث في جميع أنحاء العالم النامي على التغلب على التحديات التقنية والمالية التي تواجهها في عملية التحول؟