Ha egyszer a verseny beindul ki is kell próbálni valahol

Ha egyszer a verseny beindul ki is kell próbálni valahol

Pakisztán tovább bővíti nukleáris arzenálját

Pakisztán

atomhatalommá válása óta igyekszik felpumpálni nukleáris csapásmérő arzenálját, mely mögött főképp elsőrendű riválisának, Indiának nagyobb hagyományos és nukleáris haderejének ellensúlyozása húzódik meg.

Sajtóértesülések szerint a Vezérkari Főnökök Egyesített Bizottságának elnöke, (Chairman, Joint Chiefs of Staff) Michael Mullen admirális vasárnap folyamán zárt és nyílt üléseken tájékoztatta a Kongresszust Pakisztán aktuális nukleáris tevékenységéről.

Washingtont érthető módon mindig is aggasztotta Pakisztán nukleáris programja. Különösen igaz ez az egy ideje nem éppen stabilnak mondható pakisztáni helyzetek fényében. Igyekeznek is mindent megtenni, hogy biztonságban tudhassák a pakisztáni atomtölteteket, hogy azok véletlenül se kerülhessenek iszlamista szélsőségekes markaiba.

Feltételezem nem kell ecsetelni, hogy ezt a helyzetet komplikákja, hogy Pakisztán állítólag ismeretlen mennyíségű dúsított, hadászati alkalmazásra szánt urán előállításába kezdett, hogy bővítse a 2007-ben 60 töltetesre becsült arzenálját. Mindezt tetézi, hogy hamarosan “csatasorba” állhatnak a kifejezetten plutónium előállítására épített reaktorok is.

Pakisztán közepes hatósugaró ballisztikus rakétája a Shaheen-II mobil szállító is indítóplatformján egy katonai parádé alkalmával

Mindezek persze aggályokat vetnek fel a Kongresszusban a Pakisztánnak előirányzott jelentős anyagi támogatás megfeleő helyre kerülésével kapcsolatban. Mint ismert Pakisztánnak Afganisztánnal szomszédos törzsi határterületén egyre inkább felütik fejüket az iszlamista lázadók. Mi is több alkalommak írtunk a talán legproblémásabbnak tekinthető Swat-völgyről. Iszlamabad a terrorizmus elleni harchoz amerikai segítséget kért és nyílván kap is, ugyanakkor nem mindegy, hogy ezen katonai célzatú segítség hova megy.

A Mullen admirális tartotta tájékoztatások terítékre kerülése egyébként egybeesik a Kongresszus elött lévő azon javasalatokkal, melyek elfogadása esetén Dollármilliárdok csorognak majd a pakizstáni államkasszába az elkövetkező évek során. Konkrétan szóban forog egy 7,5 milliárdos civil szférát célzó támogatás, melyet egy 3 milliárd Dolláros katonai jellegű támogatás egészítene ki. Utóbbit a pakisztáni erők terrorizmus és lázadók elleni harcra történő képzésére és felszerelésére fordítanának.

Az Obama adminisztráció illetékeseinek elmondása szerint természetesen mindent elkövetnek, hogy biztosított legyen ezen összeg megoszthatatlansága és csak a kiképzésre, felszerelésekre fordíthatósága.

Pakisztán megduplázta atomfegyver-készletét?

Amerikai lapértesülés szerint Pakisztán megduplázta atomfegyver-készletét az utóbbi évek során. A The New York Times című amerikai napilap internetes oldalán vasárnap este megjelent hír szerint az ázsiai ország már több mint száz darab nukleáris fegyverrel rendelkezik.

Nem kormányzati elemzőkre hivatkozva az újság rámutatott, hogy négy évvel ezelőtt a készlet 30-60 darab fegyverből állhatott. A plutónium és a magasan dúsított urán előállításának felgyorsításáról szóló információkból arra lehet következtetni, hogy Iszlámábád akár 110 darab atomfegyverrel is rendelkezhet – mondta az elemzők egyike, David Albright. Ha Pakisztán valóban ennyire felfejlesztette nukleáris arzenálját, akkor erősebb ősi riválisánál, Indiánál. Az ugyancsak atomhatalom Indiának 60-100 darab atomfegyvere lehet.

Észak-koreai atomfegyver-mustra

Hillary Clinton amerikai külügyminiszter közölte: Észak-Korea akár hat atomfegyverrel is rendelkezhet már. “Tudjuk, hogy Észak-Korea atomfegyvereinek száma egy és hat között mozog” – jelentette ki az amerikai külügyminiszter szombati AFP-jelentés szerint a Kentucky állambeli Louisville egyetemén tartott beszédében.

Clinton Észak-Koreát és Iránt olyan államként említette, amelyek “atomfegyver birtoklására törekedtek, és ma is ezt teszik”. Azért hangsúlyozzuk annyira az ezen országok ellen irányuló erőfeszítéseinket, hogy megpróbáljuk mentessé tenni az atomfegyverektől a Koreai-félszigetet és megakadályozni Iránt abban, hogy atomfegyverre tegyen szert – tette hozzá Clinton.

Az Obama-kormányzat kedden ismertetett új doktrínája értelmében az Egyesült Államok kötelezni fogja magát arra, hogy nem vet be atomfegyvert nem atomhatalom országgal szemben, ha az betartja az atomsorompó-szerződést vagy az atomfegyverek elterjedésének megakadályozásával kapcsolatos vállalásait. A vállalás Észak-Koreára és Iránra nem vonatkozik. A phenjani vezetés pénteken határozottan bírálta az Egyesült Államok nukleáris politikáját és megígérte: tovább növeli atomfegyverkészletét. Észak-Korea 2003-ban felmondta az atomsorompó-szerződést, s azóta több kísérleti atomrobbantást hajtott végre.

Észak-Korea tovább fejleszti nukleáris fegyverzetét

Az Egyesült Államoktól eredő fenyegetés miatt Észak-Korea tovább fejleszti nukleáris fegyverzetét – jelentette ki szerdán az ENSZ Közgyűlésének ülésszakán Pak Kil Jon észak-koreai külügyminiszter-helyettes. Pak szerint addig, amíg amerikai atommeghajtású repülőgép-hordozók cirkálnak országa körül, Phenjan nem mondhat le a nukleáris elrettentésről.

A külügyminiszter-helyettes ugyanakkor azt mondta, hogy Phenjan célja továbbra is a Koreai-félsziget és az egész világ mentessé tétele a nukleáris fegyverektől. Nukleáris fegyvereink nem azért vannak, hogy megtámadjunk, vagy fenyegessünk másokat, hanem önvédelmi elrettentést szolgálnak, a külföldről jövő agresszió és támadás elhárítását – jelentette ki Pak Kil Jon.

Jogos az észrevétel és ehhez joga van Iránnak is , hisz Izrael a létét fenyegeti. A kis terrorista cionista állam , még az USA -t is zsarolja. Az Amerikai nemzet államot már zsebre tette a cionista gépezet , a dollárt értéktelen WC papírrá varázsolták a zsidó rabló bankárok.

Évente két atombombát készíthetne Észak-Korea

2010. november 24. 09:06, szerda

Észak-Korea, azon túl, hogy magyar idő szerint kedd reggel tucat tüzérségi lövedéket lőtt ki a határvonalak közelében fekvő dél-koreai Jonpjong-szigetre, képes egy, vagy akár két bombához elegendő dúsított urániumot előállítani évente, amennyiben új dúsító létesítménye teljesen működőképes, figyelmeztet egy nukleáris elemző. A tegnapi incidens, ami két dél-koreai katona halálát és számos sebesültet követelt, valamint több épületet lángba borított, az egyik legsúlyosabb támadás az 1950-es években lezajlott koreai háború óta.Közvetlenül az események bekövetkezte előtt, november 20-án egy mérnök és két atompolitikai szakértő a kaliforniai Stanford Egyetem Nemzetközi Biztonsági és Együttműködési Központjából egy jelentést tett közzé, melyben egy ipari méretű urániumdúsító létesítményről számolnak be, amit néhány nappal korábbi észak-koreai látogatásuk során mutattak meg nekik. Siegfried Hecker, a Los Alamos Nemzeti Laboratórium egykori igazgatója és két munkatársa, Robert Carlin és John W. Lewis szerint egyáltalán nem zárható ki, hogy Észak-Korea békés célokra, egy nukleáris erőműhez termeli a fűtőanyagot.

A dél-koreai Jonplong a támadás után

Bár az ország már korábban bejelentette uránium-dúsítási szándékát, a legtöbb elemző úgy vélte, nem rendelkeznek megfelelő létesítménnyel ennek megvalósításához. Hecker csapata azonban azt állítja, hogy "megdöbbentő" képet kaptak egy új dúsító létesítményről, az észak-koreai Jongbjon nukleáris komplexumában. "Egy modern, tiszta centrifuga-üzemet láttunk, több mint 1000 szépen összehangolt centrifugával" - írja Hecker a Stanford weboldalán megjelent jelentésében.

Az észak-koreaiak elmondása szerint 2000 centrifuga van üzembe helyezve, amik már dolgoznak az urán hasadásra képes 235-ös tömegszámú izotópja és a dúsabb urán-238 szétválasztásán. Amennyiben ez igaz, Észak-Korea 30-40 kilogramm magasan dúsított uránt tud előállítani évente, ami egy vagy két atomfegyverhez elegendő, taglalta Huo Zhang, a Harvard Egyetem John F. Kennedy Államtudományi Intézetének szakértője.

Bár a hírek szerint Észak-Korea jelenleg is rendelkezik plutónium alapú atomfegyverekkel, egy urán alapú fegyver sokkal hatásosabb lehet, jóval nagyobb robbanást idézve elő, tette hozzá Robert Alvarez, a washingtoni Politikai Tanulmányok Intézetének elemzője. Az urán használható a hidrogén nehéz izotópjai nukleáris fúziójának beindítására, ami még nagyobb pusztító erőt szabadíthat fel, mint önmagában az urán vagy a plutónium, magyarázta Alvarez. A fúziós fegyverekhez azonban az országnak először más képességekre, többek közt a trícium hidrogén izotóp előállítására is szert kell tennie.

A jongbjoni komplexum

Az észak-koreai tisztviselők a Stanford csapatának látogatása alkalmával elmondták, a létesítmény alacsony dúsítású urán fűtőanyag előállítására szolgál, amit egy elektromos áram termelésére létesítendő nukleáris erőműben használnak fel. "Úgy tűnik ezeket a létesítményeket elsősorban lakossági energiatermelésre tervezték, nem Észak-Korea katonai erejének növelésére" - írja jelentésében Hecker, aki azonban elismeri, hogy a létesítményt minden további nélkül át lehet állítani magasan dúsított, fegyver-minőségű urántermelésre. Mindazonáltal vitatja, hogy Észak-Korea atombombákat akarna gyártani, több értelmét látná ugyanis, ha újraindítanák a plutónium termelést abban a jelenleg üzemen kívül helyezett gyárban, amit egykor erre a célra használtak.

Zhang szerint a centrifugák száma megfelelő, ha valóban egy kisméretű, kísérleti atomerőmű számára akarnak fűtőanyagot előállítani. Abban viszont Zhang és Alvarez is egyetért, hogy az ország valószínűleg azért fedte fel az üzemet és új képességét, hogy befolyásolja nukleáris tevékenységeivel kapcsolatos jövőbeli tárgyalásokat. "Úgy vélem az észak-koreaiak nagyon erősen törekednek arra, hogy meggyőzzék az Egyesült Államokat nukleáris ambícióikról, és arról, hol állnak jelenleg, megerősítendő tárgyalási pozícióikat" - mondta Alvarez.

Egy lokális atomháború is elsöprő lehet

2008. április 9. 18:23, szerda

Egy nukleáris csörte Pakisztán és India között elsöpörheti a Föld ózonpajzsát, ami egészségügyi és környezeti katasztrófák egész sorának kialakulásához vezetne - legalábbis ezt mutatja a két ország atomháborúját szimuláló számítógépes modell, ami 50 - 50 Hirosima méretű nukleáris eszközt állít szembe egymással. A számításokhoz a kutatók három egymástól elkülönülő, 10 évet felölelő szimulációt indítottak el, melyek mindegyike több mint 300 órán át futott. 

A végeredmény hatalmas városi tüzekben testesül meg, ami 5 millió tonna kormot emelne 80 kilométeres magasságba, egészen a sztratoszféráig pumpálva a sötét részecskéket. A korom elegendő hőt gyűjtene be az alulról tápláló füstoszlopokból és a felülről érkező napsugárzásból a környező gázok felhevítéséhez, kémiai láncreakciót indítva be, melyek végül lebontanák a sztratoszférában található, a káros sugárzások ellen védő ózonréteget.

"Drámai visszaesést tapasztalnánk az ózonszintben, ami sok éven át fennmarad" - mondta a tanulmány szerzője, Michael Mills, az egyetem Légköri és Űr Fizikai Laboratóriumának tudósa. "A középső légrétegekben az ózon csökkenése elérné a 40 százalékot, aminek erőteljes hatásai lennének az emberi egészségre, a földi-, vízi- és tengeri-élővilágokra". A fentieken túl a számítógépes modellek szerint az északi félteke magasabb légrétegeiben az ózon veszteség 50-70 százalék körül mozogna. A csökkenés egy fokozatos, körülbelül 10 éven át tartó folyamat során történne meg.

A Colorado Egyetem adatai sokkal drasztikusabbak, mint azt a korábbi "nukleáris tél" és "ultraibolya tavasz" forgatókönyvek jövendölték - tette hozzá Brian Toon professzor, az egyetem óceáni és légköri tudományok tanszékének vezetője, aki maga is részt vett a tanulmány elkészítésében. Egy 1985-ös jelentés több ezer megatonnányi robbanással számolt a mostani másfél megatonnával szemben. Akkori eredményeik szerint az északi félteke sztratoszférikus ózonjának csupán 17 százaléka ürülne ki, aminek a fele három éven belül visszatermelődne.

"Az akkori modellek nem vették számításba a füstgomolyag emelkedését és a sztratoszféra következetes felmelegedését" - magyarázta Toon. "Az egészben az a legmeglepőbb, hogy a mi tanulmányunk bebizonyítja, hogy egy kis méretű, területi nukleáris konfliktus sokkal nagyobb ózon veszteségeket tud előidézni, mint amit egy átfogó atomháború esetére jövendöltek"

Az emberi betegségek, mint a hályogok és a bőrrák, valamint a növények, az állatok és az ökorendszerek károsodása az ózon szintek csökkenésével ugrásszerűen meg fog nőni, mivel egyre több káros UV sugárzás éri a bolygót. Toon szerint egy területi atomháború nagyságrendekkel nagyobb ózonveszteséget okoz, mint CFC gázok kibocsátásából keletkezett ózonlyuk.

Az UV sugárzás különösen káros a vizek élővilágára, beleértve a kétéltűeket, a rákokat, a halakat és a fitoplanktonokat, mondta Mills. Egy területi atomháború ugyanannyi áldozatot követelne, mint a II. Világháború és legalább egy évtizedre tönkretenné a globális éghajlatot. A nyolc ismert nukleáris fegyverekkel rendelkező ország közül még a legkisebb arzenállal rendelkezők, mint Pakisztán és India is több mint 50 Hirosima méretű fegyverrel rendelkezik. Mellettük körülbelül 40 ország rendelkezik elég plutóniummal, uránnal vagy a kettő kombinációjával ahhoz hogy tekintélyes nukleáris arzenált hozzon létre, tette hozzá Toon.

"Reméljük más kutatócsoportok is megismétlik számításainkat. A világ sokkal veszélyesebb hellyé válik, ha két nemzet a világ két különböző táján ilyen drasztikus csapást mér a bolygóra" - összegzett.

Atomháború fenyeget?

Észak-Korea arra figyelmeztetett hétfőn, hogy Dél-Korea és az Egyesült Államok együttműködése atomháborúba sodorhatja a térséget. A KCNA észak-koreai hírügynökség idéz hétfőn egy kommentárt a kommunista párt lapjából, a Rodong Szinmunból, amely szerint Washington és Szöul együttműködése „színtiszta árulás”, amely Észak- és Dél-Korea közötti feszültség fokozását szolgálja, és az „atomháború sötét felhőit” sodorja a Koreai-félsziget fölé.

Szöulban vasárnap jelentették be, hogy Dél-Korea hétfőtől ötnapos tüzérségi lőgyakorlatot tart partvidéke mentén. Phenjan általában hasonló fenyegető megnyilatkozásokkal szokott reagálni az ilyesfajta szöuli bejelentésekre. A dél-koreai vezérkar egy név nélkül nyilatkozó tagja megpróbálta kisebbíteni a hadgyakorlat jelentőségét, mondván, hogy rutin gyakorlatozásról van szó, amely nem is fogja érinteni a vitatott nyugati tengeri határvidéket, ahol a múlt hónapban Észak-Korea civil déli területekre lőtt. A négy áldozatot követelő támadás óta nagy figyelem kíséri a sűrűsödő dél-koreai hadgyakorlatokat, mivel Phenjan állítása szerint az incidens során déli gyakorlatozók lőttek először. Észak-Korea már többször figyelmeztetett arra, hogy az amerikai-dél-koreai közös hadgyakorlatok csak elmélyítik a feszültséget.

Az amerikai és a dél-koreai védelmi minisztérium tisztségviselői hétfőn egy egynapos megbeszélésen egyeztettek az Észak-Koreával kapcsolatos és egyéb kérdésekről. A két kormány gyakran szervez ilyen találkozókat. A múlt héten például amerikai és dél-koreai vezető diplomaták, japán követekkel kiegészülve megegyeztek arról, hogy addig nem kezdik újra Phenjannal az atomprogramja megszüntetéséről folytatott tárgyalásokat, amíg az ország nem változtat magatartásán.

Mi van akkor ha a CIA ilyenkor kapcsoltatja be a HAARP – ot észak KOREAI célpontra egy főldrengésre , vagy cunamíra kihegyezve ez nem háborús ok , atomháborús ok lest észak Korea részéről és már benne is leszünk egy atom holokausztba.

Elhalasztották az amerikai-dél-koreai hadgyakorlatot

A kedvezőtlen időjárási körülmények miatt elhalasztották az Egyesült Államok és Dél-Korea közös hadgyakorlatát, amely vasárnap kezdődött volna el a Sárga-tengeren. A dél-koreai vezérkar szóvivője közölte, hogy a Malu tájfun közeledése miatt meghatározatlan időre halasztják el az öt napra tervezett gyakorlatozást. A hadgyakorlat nem marad el, annak új időpontját hamarosan bejelentik.

Ez a gyakorlat is része annak a manőversorozatnak, amelyet egy dél-koreai hadihajó március végi elsüllyesztése miatt kezdeményeztek. A Cshonan korvettet egy nemzetközi vizsgálóbizottság megállapítása szerint Észak-Korea süllyesztette el. Phenjan viszont tagadja, hogy köze lett volna a tragédiához – amelyben a déli haditengerészet 46 tagja vesztette életét -, és provokációnak minősíti a Koreai-félsziget térségében végrehajtott amerikai-dél-koreai hadgyakorlatokat. Dél-koreai katonai források tájékoztatása szerint a tengeralattjárók elleni harcot gyakorolják majd, beleértve ebbe az észak-koreai tengeralattjárók felderítését és megsemmisítését.

Mintegy 1700 amerikai és dél-koreai vesz részt a gyakorlatokon, amelyek jelentőségüket tekintve csekélyebbek az augusztus közepén rendezetteknél. Az akkoriakra 30 ezer amerikai és 56 ezer dél-koreai katonát vezényeltek. A tájfun várhatóan kedd este éri el a Koreai-félsziget környékét, erős szelek kíséretében.

Második atom­fegy­ver­ke­zé­si ver­seny - I. rész

A plutónium előállítása valamivel egyszerűbb. Az U-238 neutronbesugárzásra Pu-239-cé alakul. A nukleáris reaktorokban ez a folyamat állandó, de ez az anyag újabb neutron hatására Pu-240-né alakul tovább, amely már elvileg nem használható nukleáris robbanótöltetbe, mivel a Pu-240 túl sok neutront szabadít fel spontán. Ahhoz, hogy a kinyerhető anyag ne legyen túl szennyezett, a reaktorból viszonylag rövid idő alatt el kell távolítani a Pu-239-et tartalmazó fűtőrudat, melyből kémiai úton kivonható a szükséges izotóp.
Ha a fűtőelemeket nem távolítják el, vagyis üzemszerűen, békés céllal használják a reaktort, akkor a keletkező Pu-239 folyamatosan Pu-240-né alakul, így a kiégett fűtőelemekben lévő Pu-239-tartalom túl szennyezett lesz. A katonai célú plutónium csak legfeljebb 7%-ban tartalmaz Pu-240-et, ideális esetben pedig csupán 2-3%-ot. A civil reaktorokból kikerülő plutónium azonban akár 20%-nál is több Pu-240-plutónium-izotópot tartalmazhat.

Az X-10 plutóniumgyártó kísérleti reaktor 1943-ban

Noha az általános vélemény az, hogy ez a plutónium nem használható atomfegyverben, ezt némi kétkedéssel kell fogadnunk. Anglia 1953-ban egy kísérleti atombombát robbantott fel, a Totem I-et, ami hagyományos nukleáris reaktorból kikerült plutóniumból készült. Legalább 17%-os volt a Pu-240 tartalma, célja pedig pont az volt, hogy tapasztalatokat gyűjtsenek a Pu-240 szennyezésről. India legalább egy kis robbanóerejű kisérleti töltetett robbantott fel, amely civil nukleáris reaktorból származó plutóminot használt.

Egy 11 cm átmérőjű, 5,3kg-os, 99,96%-os tisztaságú Pu-239-gyűrű

Ugyan kétségkívűl nem ideális az ilyen kiégett civil reaktor-fűtőanyagból származó plutónium egy nukleáris fegyver létrehozására, de a jelek szerint korántsem lehetetlen. A nagyhatalmak általában speciális reaktorokat használtak, melyek feladata kifejezetten a Pu-239 előállítása volt, de mára ezek jó részét leállították, mivel egyfelől kevés új plutónium fegyver készül, ráadásul a nukleáris leszerelés miatt sok bombát szétszereltek, amelyekből szintén jelentős mennyiségű plutónium került a raktárakba. A mai napig mintegy 300 tonna katonai célú plutóniumot gyártottak, az USA mintegy 100 tonnát, Szovjetunió/Oroszország körülbelül 180 tonnát, Franciaország, Anglia és Kína pedig 12 tonna körül.
A bomba alapvető működése

Adva van tehát a szükséges mennyiségű U-235 vagy Pu-239 hasadóanyagunk. De hogyan fogjuk elérni, hogy rövid idő alatt megfusson a reakció? Ez két fő eljárással valósítható meg. Az elsőnél két vagy több, a kritikus tömegnél kisebb anyagmennyiséget robbanótöltetekkel összelöknek, amihez általában plusz neutronforrást is biztosítanak, hogy a láncreakció garantáltan beinduljon. A hirtelen megfutó reakciót a gyors neutronok hozzák létre. Rövid idő alatt hatalmas energiák szabadulnak fel, és a másodperc milliomod része alatt több millió fokos hőmérséklet keletkezik. 

Ez az eljárás egyszerű, és a hatása sem kérdéses. Ilyen elven működött a Little Boy, amit Hirosimára dobtak le 1945 augusztusában. Azonban ez az eljárás csak U-235 esetén működhet, Pu-239 esetén nem, mivel abból nagyobb számban szabadulnak fel spontán neutronok, és a láncreakció által keletkező hő egyszerűen szétvetné a bombát, mielőtt a részek megfelelően egybeérnének, és kellően reaktívvá válna. Ennek a problémának a megoldására dolgozták ki a berobbantásnak nevezett megoldást.

Itt a reakcióanyag egy üreges gömb (de egyes bombáknál később állítólag áttértek az amerikai focilabdára emlékeztető alakra), amely körül robbanóanyag van. A robbanóanyagnak igen rövid idő alatt kell a Pu-239-et egyetlen pontba összenyomnia. A hirtelen felületcsökkenés (ahol a keletkező neutronok megszökhetnek) és a megnőtt sűrűség miatt szuperkritikussá válik az anyag. A reakció megindulását itt is egy neutronforrás biztosítja, és egy U-238- vagy berilliumtükör veszi körbe a plutóniummagot, amely nagyban javítja a fegyver hatásfokát. 

A modern, összetett berobbantási módszerekkel hatásosan lehet csökkenteni a szükséges reakcióanyag mennyiségét. Amíg egy tiszta Pu-239 hasadóanyag kritikus tömege gömb formában mintegy 10 kg körüli, berobbantásos eljárással ez 4 kg-ra, a fejlettebb berobbantásos megoldásokkal pedig egyes becslések szerint akár 1-2 kg-ra is lecsökkenthető. A berobbantásos eljárás használható az U-235-bombáknál is, ahol a kritikus tömeg mintegy 15 kg-ra csökkenthető le.

1945, az Egyesült Államok által Japán ellen bevetett atombombák óta az atomfegyverek árnyékában élünk. 

Amerikának 1942-től 1945-ig hihetetlen erőfeszítésébe került az első atombomba kifejlesztése, de kétségkívül kifizetődő volt. Az atomfegyverek a legfélelmetesebb tömegpusztító fegyverek, melyek nem csak hatalmas pusztításra képesek, de alkalmazásuk után évekkel is áldozatokat szedhet az általuk kibocsátott radioaktív sugárzás. Noha az atomfegyverek előállítása komoly összegekbe kerül, mégis kétségkívül a politikai hadszíntér jolly jokere lett a hidegháborúban, és még ma is az, amint az láthatjuk Észak-Korea illetve Irán esetében. Ebben a cikkben egy rövid áttekintést szeretnénk adni az atomfegyverek felépítéséről, a gyártásukkor felmerülő nehézségekről, illetve arról, hogy ki és miért akar ilyen fegyver a birtokában lenni.

Nagy tisztaságú U-235 fém

A fissziós (maghasadás elvén működő) egyszerű atomfegyverek a maghasadás láncreakciójára épülnek. A maghasadásnál egy neutron kettéhasít egy nehéz atommagot, ami könnyebb atommá alakul, és közben jelentős mennyiségű energia szabadul fel. Ha a felszabaduló neutronok kellő mennyiségben tudnak újabb atommagokat széthasítani, akkor beindulhat a láncreakció. Ehhez az szükséges, hogy a reakció folyamán legalább kettő vagy több szabad neutron keletkezzen, valamint hogy a neutron lehetőleg újabb maghasadást tudjon okozni. Ha a maghadásból felszabaduló neutronok közül átlagosan egy okoz újabb maghasadást, az a kritikus állapot, ekkor a láncreakció stabil - ez zajlik az atomreaktorokban.

Ha ez az arány átlagosan egy alá csökken, az anyag szubkritikus, és a láncreakció előbb-utóbb leáll. Ha viszont a maghasadásból felszabaduló neutronok több atommagot is szét tudnak hasítani, akkor szuperkritikus állapotról beszélünk, vagyis a láncreakció megfut. Az atomfegyvereknél a cél az, hogy minimális idő (a másodperc milliomod, milliárdod része) alatt minél több maghasadás jöjjön létre, hogy a hirtelen felszabaduló energia hatalmas robbanásban szabaduljon fel. Fontos megjegyezni az időtényezőt: az atombombák még azelőtt felrobbannak, hogy az összes hasadóanyag felemésztődne a láncreakcióban, vagyis a hasadóanyag egy része mindenképpen kihasználatlan marad. Még a legfejlettebb nukleáris fegyverek hatásfoka is csak 40% körül mozog, az egyszerűbb atomfegyvereknél pedig csupán néhány százalék körül van.

A fissziós reakciókhoz hasadóképes anyagra van szükség. A két leggyakrabban használt hasadóanyag két nehézfém, az urán-235 (U-235) és a plutónium-239 (Pu-239). Ugyan elviekben más hasadóanyagok is szóba jöhetnének, de a természetben csak az U-235 található meg, az is viszonylag kis mennyiségben. Mivel felezési ideje 712 millió év, így a természetes uránércnek már csak mintegy 0,72%-a U-235, és, ha nagyon lassan is, de egyre csökken ez az arány.

A reakció beindulásához szükség van egy ún. kritikus tömeg eléréséhez, amit befolyásol az adott hasadóanyag tisztasága, mérete és alakja. Az U-235 kritikus tömege gömb formában mintegy 47 kg, a Pu-239-nek 10 kg körüli. Noha ez a szám látszólag igen kicsinek tűnik, az U-235 aránya a természetes uránércben mindössze 0,7%, a katonai célú felhasználáshoz viszont 80-90% felettinek kell lennie, amihez dúsítani kell, helyesebben fogalmazva csökkenteni a szennyező anyagok, mint az U-238 arányát.

A Zippe-féle centrifuga

Ez igencsak nehéz művelet, mivel az U-235 és az U-238 tulajdonságaikban nagyon közel áll egy­más­hoz, így idő- és energia­igényes módsze­rekkel lehet csak szétvá­lasztani őket. A Manhattan-terv keretében az 1940-es évek közepén az urándúsításhoz hatalmas gyárakat kellett felhúzni, amelyek gigászi mennyiségű elektromos energiát és vizet igényeltek - ezek a dúsítók vitték el a teljes Manhattan program költségvetésének mintegy 90%-át! Jelenleg a legáltalánosabb és leghatékonyabb megoldás az, hogy speciális centrifugák segítségével dúsítják az uránt.

Ezekbe a Zippe-féle centrifugákba urán-hexafluoridot (UF₆) táplálnak be. Az U-238 a mintegy 90 000-es fordulatszámon pörgő dob belső palástja mentén, a kicsivel könnyebb U-235 pedig a dob tengelyében gyűlik össze. A szétválást további hevítéssel könnyítik meg, majd a gázokat kivezetik a dobból. A dobot mágneses elven működő csapágyak tartják a helyén, és légüres térben forog, hogy csökkentsék az ellenállást (a kerületi sebesség a legtöbb centrifuga esetén hangsebesség felett van).

Ezek a centrifugák igen magas szintű gyártástechnológiát követelnek meg, és nem olcsó darabok, ráadásul a megfelelő tisztaságú U-235 előállításához egymás után többször is el kell végezni az eljárást a kinyert gázon, hogy eltávolítsák belőle az U-238-at. Mégpedig sokkal többször, mint a legtöbb civil célú reaktorok esetében - például a paksi atomerőműbe kerülő fűtőanyag-kazetták üzemanyagának csak mintegy 3,6% az U-235-tartalma, míg ugye a katonai célú hasadóanyag ideális esetben 90%-os vagy még nagyobb tisztaságú urán kell. Látható tehát, hogy a civil és a katonai célú U-235-dúsítás között nagyon komoly a különbség.

Egy urándúsító centrifugakaszkád

Egyetlen ilyen centrifuga egy év alatt csak alig pár gramm katonai szintre dúsított U-235-öt képes előállítani. Egy U-235 hasadóanyagú fissziós bomba létrehozásához nagyságrendileg ezer ilyen másfél méter átmérőjű, szuperszonikus sebességgel forgó centrifuga egy éves, folyamatos munkája szükséges.

Új szupernehéz elemmel bővítik a periódusos rendszert

2010.04.09. 01:26 Mikron

Orosz fizikusok bejelentették: sikeresen előállították a 117-es rendszámú elemet. Az átmenetileg ununseptiumnak nevezett elem a második legnehezebb ismert tagja lett a periódusos rendszernek. A kálcium és berkélium ütköztetésével létrehozott új atom készítése különleges magfizikai bravúrnak számít, és erősíti az elképzelést miszerint a természetben előforduló 92 atomfajtán túl a szupernehéz elemek között úgynevezett stabilitási szigetek létezhetnek, melyek különleges tulajdonságokat hordozó atommagokat tartalmazhatnak.

"Sikerült kitágítanunk a fizikai világ határait" jelentette ki a RIA Novostihírügynökségnek nyilatkozó Yuri Oganessian, a kutatás vezetője. Az oroszországi Dubna kutatóvárosában többéves munka eredményeként létrehozott 117-es rendszámú szupernehéz elem a már ismert 116-osés 118-as magok közé illeszkedik, tovább bővítve a transzurán elemek sorát. Ideiglenes neve ununseptium, a 117 latin megfelelője.

Az ismert világ atomos szerkezetű anyagai 92 atomfajtából és ennek izotópjaiból építhetők fel. A közös bennük, hogy mindannyian elég stabilak ahhoz, hogy bolygónkon 4,6 milliárd év alatt se bomoljanak el teljesen. A 92 protont tartalmazó urán után azonban rohamosan elkezd csökkenni az egyre nagyobb atomok felezési ideje, a gyorsan bomló szupernehéz magok erősen sugároznak és kisebb, stabilabb magokra bomlanak le. A mesterségesen előállított transzurán elemekből a 94-es rendszámú plutónium az egyetlen amely az elméleti igazoláson túl gyakorlati jelentőséggel is bír: atombombák hasadóanyagaként és atomerőművek fűtőanyagaként használjuk.

A méret növekedésével arányosan csökkenő stabilitás miatt az ötvenes években azt feltételezték, hogy az egyre nagyobb magokkal nem érdemes foglalkozni, hiszen csak a másodperc törtrészéig maradnak egyben. Újabb elméletek azonban megjósolják úgynevezett stabilitási szigetek létezését. E szerint a szupernehéz atomok között egyes mágikus számok (megfelelő proton-neutron arány) eltalálásával stabilabb elemek is létrejöhetnek.  

Ilyen szupernehéz elemek vadászásában eddig az Igor Kurcsatov vezetésével alapított Dubna kutatóváros jár az élen: ide köthető például a 113-116-ig terjedő elemek felfedezése, valamint a 118-as ununoctium is, amely a legnehezebb ismert atom. A város nevét őrzi a 105-ös rendszámú dubnium, az atommagkutatást címerük is hangsúlyozza.

A 117-es elem azonban eddig hiányzott, előállításához ugyanis a 20 protont és 28 neutront tartalmazó kálcium ionokkal a 97-es berkéliumot kell bombázni, amit azonban rendkívül nehéz előállítani. Berkélium gyártáshoz ezért az amerikai Oak Ridge Nemzeti Laboratórium segítségét kérték (amely az atombomba megalkotásávalírta be magát a világtörténelembe). Az USA szakemberei 250 nap munkával összesen 22,2 milligramm (lásd a fenti képen) berkéliumot készítettek és tisztítottak meg. Mivel az anyag felezési ideje 320 nap, ezért a mintát azonnal az oroszországi Dimitrovgradba szállították, ahol egy lemezt formáztak belőle (target), melyet végül Dubnában kálcium ionokkal bombázva sikeresen detektáltak egy 117 protont tartalmazó magot. Két megfigyelt izotópja 176 illetve 177 neutront tartalmazott.

Az ununseptium hamar bomlásnak indult, alfa részecskék sugárzásával sorban 115, 113 majd egyre kisebb magokra bomlott le. Eközben azonban lehetőséget adott a már ismert szupernehéz elemek egész sorának megfigyelésére amik a felhasznált berkéliumnak köszönhetően nagyobb neutronszámú iztotópok formájában jelentek meg. A több neutron hatására pedig ezek az izotópok az eddigieknél stabilabbak voltak, tovább erősítve a stabilitási szigetek elméletét.

"Évszázadokon keresztül foglalkoztatta az embereket, hogy hol van a fizikai világ határa. Ez a határ a tudásunk növekedésével egyre tágul" mondta el Oganessan a kísérlet kapcsán. 1940 óta 26 elemmel bővült a periódusos rendszer. A stabilitás szigetének keresése során egyre több neutronnal rendelkező, egyre stabilabb szupernehéz atommagok felfedezése várható.

Egy atomerőmű lebombázásának története 1981. június 7-én az izraeli légierő meglepetésszerű és súlyos csapást mért az Irakban található osiraki atomreaktorra, melyről a hírszerzés azt feltételezte, hogy atomfegyverbe való plutóniumot állítanak elő. A csapásban az 1976 óta fejlesztett F-16-os vadászrepülőgépek vettek részt, melyeknek a Beeka-völgyi bombázás mellett ez volt az első harci bevetésük. Az osiraki atomerőművet, mely egy 40 megawattos, könnyűvizes reaktorból állt, még 1977-ben kezdte el fejleszteni az iraki kormány. A munkálatokban Franciaország nyújtott segítséget, hiszen maga a létesítmény a francia Osiris típusú atomerőműre alapult. A neve is innen származott: azt a halottak egyiptomi istene és az Irak szavak után kapta. A Tuwaitha Nukleáris Kutatóközpontban kialakított létesítmény Bagdadtól 18 kilométerre terült el, dél-keletre. Az osiraki atomerőmű az első csapást az 1980-ban szenvedte el. Szeptember 30-án két, F-4 Phantom típusú iráni vadászgép támadást intézett a kutatóközpont ellen. Ez alig nyolc nappal azután következett be, hogy az iraki légierő csapást mért belső-iráni repülőterekre. A támadásokat követően kiszélesedett konfliktus 1988. augusztus 20-ig tartott. A harcok iráni részről 190 ezer, míg iraki részről – becslések szerint 250-500 ezer áldozatot követeltek. A két ország gazdasági vesztesége pedig meghaladta az 500-500 milliárd dollárt. Az osiraki atomerőműre az 1980-as támadás után egy évvel újabb fenyegetés várt: az izraeli vezetés ugyanis megkezdte az Opera hadművelet kidolgozását és végrehajtását. Francia segítség Irak már Osirak előtt, az 1960-1970-es években megkezdte nukleáris programját. A hetvenes évek közepére elérték azt a fejlettséget, hogy egy nukleáris reaktor beszerzésén kezdett el a Szaddam Husszein vezette rezsim gondolkodni. A tárgyalások eleinte nem alakult túl jól: Olaszország visszautasította, hogy eladja az országnak a Cirene típusú reaktorukat. Sőt, eleinte Franciaországgal sem alakultak túl jól a megbeszélések, hiszen a franciák visszautasították, hogy eladják Iraknak a grafitrudas reaktoruk szabadalmát. Később azonban az iraki vezetés meggyőzte Franciaországot, s így hozzájutott az Osiris osztály kutatóreaktorhoz. A könnyűvizes reaktor építése 1979-ben kezdődött meg, a már említett Al Tuwaithi Kutatóközpont közelében. Az iraki vezetés váltig állította, hogy a munkálatok pusztán tudományos kutatásokra irányulnak, a reaktort nukleáris fegyverek előállítása nem akarják felhasználni. Sőt. a Szaddam-féle rezsim azt állította, hogy ezt teljesen kizárja a Franciaország és az Irak között kötött megállapodás. Ezeket a híreket a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség is megerősítette: vizsgálataik során arra jutottak, hogy az iraki vezetés betartja a megállapodásokat. Azonban voltak más értesülések is. A CIA árnyékszolgálataként (is) emlegetett Stratégiai Előrejelző (Strategic Forecasting) nevű magáncég később úgy vélekedett, hogy a kutatóközpont a „küszöbén állt” annak, hogy plutónium-alapú atomfegyvert tudjon előállítani.   Izraeli-iráni együttműködés Az iráni és az izraeli titkosszolgálat azonban mély aggodalommal figyelte az iraki atomprogramot, azok ellenére, hogy a két szolgálat egyetértett abban, hogy Irak évekre áll egy atomfegyver előállításától. Menachem Begin, Izrael miniszterelnöke viszont attól tartott, hogy a következő kormány nem cselekszik majd egészen addig, míg Irak nem állítja elő saját atomfegyverét. Az idő is sürgette a két országot, hiszen az iráni és izraeli kormány is arról volt meggyőződve, hogy a létesítmény elleni támadást mihamarabb meg kell indítani, hogy elkerülhető legyen a nukleáris szennyeződés. Az izraeli titkosszolgálatok végül is engedélyezték a támadást, mely 1981. június 7-én következett be, de már a tervezés során nehézségekkel nézett szembe az izraeli katonai vezetés; például a zsidó állam és az iraki reaktor között jelentős, 1600 km távolság volt. Ezért azzal kellett szembesülni a stratégáknak, hogy a bevetendő katonai erők utánpótlása szinte leküzdhetetlen akadályokba ütközik majd, ráadásul jordániai és szaúd-arábiai területeken keresztül kellett volna megoldaniuk. További problémát jelentett, hogy az izraeli hírszerzés nem tudta garantálni az iraki védelmi rendszerről szóló értesüléseik megbízhatóságát. Ugyanakkor később Ari Ben-Menashe – aki az izraeli titkosszolgálat egyik alkalmazottja volt – később elismerte, hogy titokban találkozott az izraeli hírszerzés képviselőivel Párizsban, s megállapodtak abban, hogy Irán segítséget nyújt az akcióban, egyebek mellett engedélyezi a tabrizi légitámaszpont használatát a bajba jutott pilóták számára. Az osiraki támadást végül is az után engedélyezte Menachem Begin, hogy a hírszerzés arról adott hírt: Franciaország megkezdte az üzemanyagrudak Irakba való szállítását. Husszein király megpróbálta A támadást vasárnap délutánra időzítették. Ezzel az volt a célja az izraeli vezetésnek, hogy minimálisra csökkentse a projekten dolgozó tudósok, iraki és külföldi munkások körében a veszteségeket. A késő délutáni támadást az is indokolta, hogy a későbbiekben az Izraeli Harci Felderítő és Kutató Osztag (CSAR) akár egész éjjel kereshesse az akcióban esetleg lelőtt izraeli pilótákat. Az akcióban nyolc F-16-os vadászgép vett részt, melyeket – a nagy távolság miatt – külső üzemanyagtartályokkal és egyenként két, kétezer font súlyú, késleltetett gyújtású Mark-84-es típusú bombával szereltek fel. Az akció támogatására hat darab F-15-ös vadászgépet vezényeltek a térségbe. Június 7-én helyi idő szerint 15 óra 55 perckor szálltak fel a gépek az Etzion légibázisról. A gépek mintegy 800 lábnyi magasságban repültek át a szaúdi és a jordániai légtéren, mely államok légvédelme mindezt szó nélkül tűrte. Az izraeliek akció során meglehetősen szerencsések voltak. A gépek ugyanis mintegy százlábnyi magasságban átrepültek Husszein király magánjachtja felett. Husszein felismerte a gépek felségjelzését, ám nem sikerült értesítenie az iraki politikai vezetést. A gépek pilótái viszont egészen más kihívásokkal néztek szembe. Mivel a gépek erősen túlterheltek volta, a külső üzemanyagtartályok már az első ezer kilométeren kiürültek. A leoldott tartályokat később a szaúdi sivatagban találták meg. Az iraki légtér elérése után a különítmény két részre vált.   Tizenhatból tizennégy találat Két F-15-ös az F-16-os gépekből álló támadó alakulatot kísérte, míg a megmaradt négy támogató repülők kettős feladatot láttak el. Egyrészt az volt a feladatuk, hogy eltereljék az iraki légvédelem figyelmét a valódi akcióról, másrészt a hátvéd szerepét osztották rájuk. A támadást megelőző percekben a különítmény egészen harminc méterre ereszkedett az iraki sivatagban, hogy elkerülje a légvédelmi radarokat. Helyi idő szerint este fél hétkor, és húsz kilométernyire az osiraki komplexumtól a gépek 2100 méternyi magasságba emelkedtek. Ezt követően nem túl meredeken, 35 fokban mintegy 1100 kilométeres sebességgel vették célba a komplexumot. A bombákat 1100 méteren, párosával, öt másodpercenként oldották ki. A parancsnok szerint mind a 16 bomba a létesítménybe csapódott, bár kettő nem robbant fel. Miután az iraki légvédelem tüzet nyitott az alakulatra, a parancsnok úgy döntött, hogy biztonságos, 12 ezer métert meghaladó magasságba emeli a gépeket, s azok visszatérnek Izraelbe. Későbbi izraeli jelentések szerint az iraki légvédelem nagyon lassan reagált, s bár megpróbált támadást indítani a különítmény ellen, egyetlen gépben sem tudtak kárt tenni. S annak ellenére, hogy az izraeli légierő tartott attól, hogy a visszaúton az iraki vadászgépek támadást indítanak a repülőik ellen, a berepülési útvonalon biztonságban vissza tudtak térni a támaszpontra. Az – egyébként sikeres – akciónak számos külpolitikai következménye lett. Kétségbe vont önvédelmi jog A támadásban tizenegy ember halt meg: a tíz iraki katona mellett egy francia kutató. Damien Chaussepied-ről az terjedt el, hogy valójában a Moszad ügynöke volt, s ő volt az, aki helyszíni jelzéseivel vezette célra az izraeli gépeket. Ugyanakkor erre az adatra azóta sincs semmiféle bizonyíték. Az azonban biztos, hogy az osiraki létesítményben súlyos károk keletkeztek. Miközben az iraki hivatalos kommunikáció arról szólt, hogy az állam megállapodott Franciaországgal az atomreaktor újjáépítéséről, az európai nagyhatalom 1984-ben kivonult a projektből. Louis Rene Béres, az atomterrorizmus lehetőségével foglalkozó francia professzor szerint Izrael a légitámadással megakadályozta, hogy Irak az első Öböl-háborúban nukleáris fegyvereket vessen be. Az ENSZ ugyanakkor elítélte az izraeli akciót. A nemzetközi szervezet határozatot fogadott el arról, hogy a bombázás szándékos és soha nem látott agresszió volt, s arra kötelezték Izraelt, hogy fizessen kártérítést Iraknak az okozott károk és az áldozatok miatt. Az ENSZ arra is figyelmeztette a zsidó államot, hogy a jövőben tartózkodjon az ilyen és ehhez hasonló katonai cselekményektől. A nemzetközi szervezetben azonban a határozatok kapcsán eltérő álláspontok fogalmazódtak meg. Szíria például nem csupán Izraelt ítélte el az arab népek elleni terrorakciói miatt, de az USA-t is, amiért jó kapcsolatokat ápolt a zsidó állammal. Más államok elismerték az országok jogát az atomenergia békés felhasználására, de ellenezték Izrael titkos atomfegyver-kísérleteit. A legtöbb tagállam visszautasította Izrael azon magyarázatát, hogy önvédelemből támadták meg az osiraki atomreaktort. Ezt azzal magyarázták, hogy az ENSZ alapokmánya nem teszi lehetővé a megelőző csapást. Mások úgy vélték, hogy az izraeli csapás egyenesen a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség (NAÜ) elleni támadás volt. Az ügynökség főigazgatója a vitában egyébként megerősítette, hogy a komplexum alkalmazottjai együttműködtek a NAÜ-vel a helyszíni szemlék során. Irak és Nagy-Britannia váltig állította, hogy Szaddam Husszein rezsimje nem volt képes atomfegyvert előállítani. Franciaország képviselője is hasonlóképpen vélekedett. Az ENSZ Biztonsági Tanácsa is elítélte a támadást, hozzátéve, hogy Iraknak joga van kártérítést követelni. A BT arról is határozott, hogy Izrael jövőben köteles biztosítani, hogy a NAÜ ellenőrei izraeli atomlétesítményeket a helyszínen ellenőrizzenek.

Ki is a terrorista ? A szemeden hályog van nem látod a terroristát a füled még hallja a szavakat az eszed már nem bírja azonosítani a tényeket agymosott biorobottá válás küszöbe felé menetelsz te kényes hiú rabszolga, még mindig szabadnak érzed magadat . Emlékszel a munka felszabadít te koldus kamatrabszolga hályogos tekinteted értelmet sugároz , kár hogy élő halott vagy a pofátlanság tengerében .

FOGYTÁN AZ URÁN A FÖLDÖN?

Szatmáry Zoltán
BME, Nukleáris Technikai Intézet

Az utóbbi években egyre gyakrabban hallhatunk-olvashatunk arról, hogy "jó-jó, az atomerőművek segítenek a klímaváltozás korlátozásában, de - sajnos - kár ilyeneket építeni, hiszen alig van már a Földön műrevaló urán". Példaként megemlítjük a Népszabadság 2010. január 8-án megjelent számát, amelyben két cikk is foglalkozik a kérdéssel (Megatonnákból megawattok és Uránkeresők). Egy külön dolgozatot lehetne írni a jelenség okairól, de ez nem illik ebbe a folyóiratba. Ide illik viszont a kérdés szakmai tárgyalása. Az említett cikkek lényege, hogy az atomenergetika Csernobilt követő húsz szűk esztendeje alatt nemcsak az új atomerőművek építése, hanem az uránbányászat is visszafejlődött. Emiatt az atomenergia alkalmazásának újabban tapasztalható felélénkülése idején fennakadások lehetnek az atomerőművek fűtőelemekkel való ellátásában. Jelenleg az Egyesült Államokban a szovjet atomfegyverek egy részében található uránt atomerőművi üzemanyaggá konvertálják, és amerikai reaktorokban elégetik. Erre utal a Megatonnákból megawattok cím. Ez az uránmennyiség is elfogy néhány éven belül. A szerző tehát levonja azt a következtetést, hogy nemcsak az eredeti uránlelőhelyek (vagyis a bányák) merülnek ki, hanem a másodlagos uránforrások is. Az idézett gondolatok sok tekintetben tévesek, és a végkövetkeztetés teljesen téves. Valójában a Földön annyi urán található, hogy az addig elegendő, ameddig szükség van rá, és itt évszázadokról, esetleg évezredről van szó. Az persze előfordulhat, hogy átmenetileg felszökik az uránár, amint ez néhány éve bekövetkezett, de ez az alábbiak érvényét nem befolyásolja. Sok függ azonban attól, milyen technológiát alkalmazunk. Ezért az uránkészletek áttekintése után az alkalmazott, illetve alkalmazható technológiákat tekintjük át.

Uránkészletek

Az 1980-as évek elején kereken ötmillió tonnára becsülték a Földön ismert és az akkori uránáron gazdaságosan kitermelhető uránkészleteket. Lényegesen korszerűbb és részletesebb adatokat találunk Vajda György 2004-ben megjelent könyvében,¹ ezért az alábbiakban erre támaszkodunk. Az urán primordiálisradioaktív anyag, amely egy, a Naprendszer kialakulása előtt lezajlott szupernóva-robbanásban keletkezett, a Föld anyagában ezért szóródott szét egyenletesen. Átlagos koncentrációja 3-4 ppm.² Jelentős mennyiség található a tengervízben, ahol a koncentráció 3,3 ppb.² Bizonyos geokémiai folyamatok következtében vannak helyek a Földön, ahol az urán feldúsult. Például a kongói uránszurokban az U₃O₈ koncentrációja a 60%-ot is elérte. Ilyen gazdag telepek azonban ritkák, már a 0,1- 0,3% koncentrációjú helyeket is műrevalónak tekintik. A hazai uránbányában a 0,1%-nál soványabb ércet is kitermelték - ráadásul 1000 m mélységből. Sok helyen az uránt egyéb bányák (arany, réz, olajpala, foszfát stb.) melléktermékeként is kitermelik.

A kitermelhető urán mennyiségét a kitermelés fajlagos költsége szerint szokás megadni. A bevett árkategóriák 25, 40, 80, 130 és 260 USD/kg urán. Az uránkészletekre vonatkozó adatok sokáig katonai titoknak minősültek, ami lassan megszűnik, de nem teljesen. Már csak emiatt is bizonytalanok az adatok. A 40 USD/kg költséggel kitermelhető urán mennyisége 1 Mt-ra³ becsülhető, ami zömmel Kanadában, Kínában és Dél-Afrikában található. A 40 és 130 USD/kg közötti költséggel feltárható ismert uránvagyon 3-4,5 Mt. Ehhez járul a még fel nem tárt, de közvetett indikációval valószínűsíthető urán, becsült mennyisége 4-6 Mt. Végül beszélhetünk még a 130 USD/kg-nál olcsóban kitermelhető 10-12 Mt-ra becsült reménybeli uránvagyonról. Az utóbbit illetően megjegyezzük, hogy eddig a szárazföldek felszínének mindössze 8-10%-át kutatták meg uránra. Vannak még további, nem konvencionális készletek is. A legfontosabb a foszfátokban 50-200 ppm koncentrációban található urán, amelyet a műtrágyagyártás melléktermékeként 40-90 USD/kg költséggel lehetne kitermelni. Össztömege körülbelül 22 Mt. Végül megemlítjük a tengervizet: a benne található mintegy 4000 Mt urán 340 USD/kg költséggel lenne kitermelhető.

Fizikusok körében ismert, de a rend kedvéért megemlítjük, hogy az urán mindkét izotópja felhasználható energiatermelésre.⁴ A 0,71%-ot kitevő ²³⁵U tetszőleges energiájú neutronokra hasad. A túlnyomó részt kitevő ²³⁸U csak 0,8 MeV-nél nagyobb energiájú neutronokra hasad, viszont neutronok hatására a jól hasadó²³⁹Pu-má alakul át. A reaktorban ez további neutronok hatására nehezebb plutóniumizotópokká alakul át. A nehéz elemek között a páros rendszámú és páratlan tömegszámú izotópokat (²³⁵U, ²³⁹Pu stb.) hasadó izotópoknak, a páros rendszámú és páros tömegszámú izotópokat (például ²³⁸U) pedig fertilis izotópoknak szoktuk nevezni. A természetben található még egy fontos fertilis izotóp, a ²³²Th, amely ²³³U-ná alakítható át. Jóllehet a tórium energetikai hasznosítása a gyakorlatban még nem indult meg, megemlítjük, hogy a tórium átlagos koncentrációja a Földön 12 ppm, vagy az uránénak mintegy háromszorosa. Általában a ritka földfémekkel keveredve található. Legfontosabb érce a monacithomok. Az ismert tóriumkészletek tömege 4 Mt-ra becsülhető zömmel Amerikában, Európában és Indiában. Tekintve, hogy a tóriumot még nem kutatták meg olyan mértékben sem, mint az uránt, a reménybeli készletek ennek sokszorosát tehetik ki.

A hasadóanyag-készletek nagyságának megítéléséhez két döntő szempontot kell figyelembe vennünk: (1) milyen technológiát alkalmazunk és (2) mennyi uránt fogyasztott el a nukleáris korszak elmúlt 60 éve. A technológia dönti el, milyen mértékben hasznosítjuk az ²³⁸U-ban és a ²³²Th-ban rejlő energiát. Ha ugyanis ezt a technikailag lehetséges mértékben tesszük, akkor a jelenlegi technológiához képest százszor több energiát nyerünk ki a Földön található uránból. Mit teszünk ugyanis jelenleg? Az uránt kis mértékben, 3-4%-ra dúsítjuk, és a reaktorban moderátort (H₂O, D₂O, grafit stb.) alkalmazunk. A reaktorból kirakott kiégett fűtőelemeket újrafeldolgozás nélkül eltemetjük.

Az urándúsítás

A Föld uránkészleteinek tényleges mennyiségét csak úgy tudjuk felmérni, hogy meggondoljuk, mit jelent - természetesen csak témánk szempontjából - az urán dúsítása. A gyakorlatban minden ezzel kezdődik: a reaktorokba bevitt friss üzemanyag dúsított urán, vagyis a kibányászott természetes urán csak dúsítás után juthat a fűtőelemgyárba. A dúsításra több módszer is ismeretes. Történelmileg legelőször a diffúziós eljárást alkalmazták: az uránt UF₆ gázzá alakítják, majd szivacsos szerkezetű keramikus anyagokon diffundáltatják át. Mivel az ²³⁵U-t tartalmazó molekula kisebb tömegénél fogva gyorsabban diffundál, a túloldalon ebben az izotópban dúsabb gázt kapunk. Mintegy tízezer fokozat után elérhetjük a kívánt dúsítást. Az eredmény lehet akár teljesen dúsított urán is, amelyben az²³⁵U izotóp részaránya megközelíti a 100%-ot. Ez a művelet rendkívül költséges, óriási berendezéseket igényel. Nem csoda, hogy csak olyan országok építettek ilyen dúsítóművet, amelyek elsősorban katonai célra használták azt: Egyesült Államok, Franciaország és Szovjetunió. Mikor még Kína és a Szovjetunió baráti viszonyban voltak egymással, Kína kapott egy ilyen berendezést, amit nyilván továbbfejlesztett, és maga is atomhatalommá vált. Miután ezek a hatalmak legyártották az általuk szükségesnek tartott nukleáris fegyvereket, a dúsítóberendezéseket átállították polgári célokra. A legtöbb fűtőelemgyár diffúziós dúsítóművekre alapozza termékeit. Így válik érthetővé, hogy kevés országban találunk fűtőelemgyárakat.

Vannak más technikák is. Az egyik a lézeres módszer: az UF₅ molekula ionizációs energiája függ az atommag tömegétől. Ezt az izotópeffektust kihasználva el lehet érni, hogy egy jól beállított lézersugár csak az egyik fajta molekulát ionizálja, miközben a másik semleges marad. Ezután a két izotóp elektromágneses úton szétválasztható egymástól. A közelmúltban több középhatalom megpróbálkozott ezzel, de nemzetközi nyomásra elálltak ettől. A másik technika a centrifugálásos eljárás: egy ultracentrifugában az ²³⁸U-t tartalmazó molekula a centrifuga külső szélén, a másik a közepén dúsul fel. Több ezer centrifuga sorba kapcsolásával a kívánt dúsítás elérhető. Ezzel már a németek is megpróbálkoztak a II. világháború alatt, de napjainkban is folynak ilyen próbálkozások. Bár mindegyik technika mögé konkrét országneveket tehetnénk, a súlyos politikai összefüggések miatt ettől eltekintünk.

Akármelyik módszert alkalmazzuk is, néhány általános összefüggést felállíthatunk. A dúsítóműnek két terméke van: a kívánt dúsított urán és a maradék szegényített urán. A két termék tömegének összege megegyezik az eredetileg bevitt természetes urán tömegével. Ennek alapján egyszerűen megbecsülhetjük a két termék mennyiségét. Egységnyi tömegű természetes uránból indulunk ki: 1 tonnában van 7,1 kg ²³⁵U és 992,9 kg ²³⁸U. Az elérendő dúsítást e -vel jelöljük.⁵ Ha a kapott dúsított urán tömege m, akkor benne a két izotóp tömege: em ²³⁵U és (1 - e) m²³⁸U. Ugyanez a maradék szegényített uránban: 7,1 - em, illetve 992,2 - (1 - e) m. Végeredményben a szegényített urán dúsítása⁶

Ez nyilván nem lehet negatív, tehát m ≤ 7,1/e. Példaként tekintjük a paksi atomerőművet, amelyben az átlagos dúsítás 3,82%, vagyis e = 0,0382, azaz m ≤ 185,7 kg. A maradék szegényített urán dúsítása általában nem zérus, hanem 0,1- 0,2%, tehát a kinyerhető dúsított urán tömege kisebb. Például 0,2%-nál m = 134,2 kg, amint képletünkből egyszerűen kiszámíthatjuk. Témánk szempontjából fontos, hogy a maradék szegényített urán tömege 814 és 865 kg közé esik. A kapott számokat könnyen meg is fordíthatjuk: ha 1 tonna dúsított uránt akarunk kapni, akkor - a maradék szegényített urán dúsításától függően - 5,39 és 7,45 tonna közötti tömegű természetes uránból kell kiindulnunk, vagyis a maradék urán tömege 4,39 és 6,45 tonna közé esik. Ezek a számok átvihetők a többi hasonló atomerőműre is, tehát általában kijelenthetjük, hogy a jelenlegi, kis dúsítású uránnal működő reaktorok üzemanyagának előállításakor a reaktorba bevitt urántömegnek mintegy ötszöröse keletkezik a dúsítóművekben maradék szegényített urán formájában.

A nukleáris fegyverekben vagy magasan (90%-ra vagy többre) dúsított uránt, illetve plutóniumot alkalmaznak. Az utóbbira később még visszatérünk. A fentiek mintájára megbecsüljük, hogy egy bomba gyártásához mennyi természetes uránra van szükség. Mivel most e = 0,9, egy tonna természetes uránból 7,1/0,9 = 7,9 kg dúsított uránt lehet kapni. Egy bomba tömege ennek durván a kétszerese, tehát minden bomba legyártása 2 tonna természetes uránt igényel, és majdnem ugyanennyi szegényített urán marad vissza a dúsítóműben.

Az atomerőművek generációi

A ma működő atomerőművi reaktorok túlnyomó többségét a 2. generációhoz soroljuk. Az 1. generációt a prototípus és kísérleti reaktorok alkották, amelyek zömét már bezárták, miután megalapozták a sorozatban gyártott, kereskedelmi reaktorok technológiáját. Az előbbiek még gazdaságtalanok voltak, de az utóbbiak már versenyképesek az egyéb (szén-, olaj- stb. tüzelésű) erőművekkel. A 2. generációs erőművek túlnyomó többsége vízzel hűtött reaktorokkal működik. Legfontosabb biztonsági jellemzőjük, hogy bennük - kis valószínűséggel ugyan, de - előfordulhat súlyos baleset, ami az aktív zóna megolvadásához vezet. Ez a kis valószínűség kisebb, mint 10^-5/év. Néhány reaktorban (például a szlovákiai Bohunicében, vagy a bulgáriai Kozlodujban) ez a szám nagyobb, de ezek kivételek, és már úgysem működnek sokáig. Az újabban épülő reaktorok a 3. generációhoz tartoznak, amelyek ugyan hasonlók a 2. generációsokhoz, de bennük gyakorlatilag kizárt a súlyos baleset. Végül a kutatás-fejlesztés fázisában vannak a 4. generációs reaktorok, amelyek teljesen új alapelveken nyugszanak. Némi szójátékkal a 3. generációt evolúciósnak, a 4. generációt revolúciósnak nevezhetjük. (Az eredeti francia szójáték jobban hangzik: évolutionnaire-révolutionnaire.) Vannak, akik a 4. generációt innovációs reaktoroknak nevezik. Szoktuk ezt a négy generációt a szakemberek tekintetében is emlegetni: az 1. generációt a nagyok (Fermi, Wigner, Teller és társaik) alkották, a 2. generáció tőlük tanulta a szakmát, de zömmel már nyugdíjban van (mint a jelen sorok írója is), a 3. generáció a derékhad az erőművekben, tervező- és kutatóintézetekben, biztonsági felügyeleteknél, végül a 4. generáció doktori dolgozatát írja, vagy még egyetemi vizsgáira készül.

Üzemanyagciklus, reprocesszálás

A 4. generációra később még visszatérünk. Előbb megvizsgáljuk a ma működő, illetve épülő reaktorokat az urán hasznosítása szempontjából. A reaktorba bevitt friss fűtőelemek három-négy évet töltenek a reaktorban. Ezalatt az ²³⁵U egy része elfogy: kisebb részben neutronbefogással ²³⁶U-ná alakul át, nagyobb részben elhasad, és energiát termel. Az ²³⁸U részben szintén hasad és energiát termel, nagyobb részben neutronbefogással ²³⁹Pu-má alakul át. A plutóniumizotópok neutronbefogással egyre nehezebb izotópokká alakulnak át, de hasadás révén energiát is termelnek. Az 1. táblázatban a paksi atomerőműre vonatkozó számításaink eredményét közöljük. A friss üzemanyag dúsítása 3,82%, a jelenlegi üzemvitel szerint négy évet tölt a reaktorban. A táblázatban évente megadjuk az egyes izotópok magsűrűségeit.

Látjuk, hogy az ²³⁵U mennyisége a negyedik év végére a kezdeti mennyiség 27,6%-ra csökkent. Az elfogyott 72,4%-ból 13,0% neutronbefogással ²³⁶U-ná alakult át, a többi (59,4%) elhasadt. Témánk szempontjából fontos, hogy az ²³⁸U mennyisége alig változott meg, vagyis a reaktorból kirakott, úgynevezett kiégett fűtőelemekben gyakorlatilag az eredeti uránmennyiség még megtalálható: az ²³⁸U eredetileg bevitt atomjaiból mindössze 3,3% fogyott el. Ebből 0,1% hasadás, a többi neutronbefogás révén alakult át más atomokká. Az utóbbi rész (vagyis 3,2%) átalakult plutóniummá. Az urán energetikai hasznosítása szempontjából döntő jellemző a konverziós tényező:

Az 1. táblázat alapján ezt is könnyen kiszámíthatjuk, ha az elfogyott ²³⁵U tömegével osztjuk a plutóniumizotópok össztömegét: C = 0,4648.⁷ A friss üzemanyagban még C = 0,6. A négy éves üzem alatt az 238U magsűrűsége 6,88 · 10^-4-nel csökken neutronbefogás révén, viszont a plutóniumizotópok együttes magsűrűsége mindössze 2,83 · 10^-4, tehát 41,1%, ami azt jelenti, hogy a keletkezett plutóniumatomok 59%-a még a kirakás előtt mindjárt el is hasadt.

A paksi atomerőmű jellegzetesnek tekinthető, tehát a fenti számokat a ma működő reaktorok mindegyikére érvényesnek vesszük. Tegyük fel, hogy a reaktorokból kirakott üzemanyagot újra feldolgozzuk (reprocesszáljuk), vagyis kivonjuk belőle a plutóniumot, azt természetes uránnal keverjük, majd az így gyártott fűtőelemeket visszavisszük a reaktorokba. Ha a Földön található urán teljes, a mai urán- és energiaárak mellett gazdaságosan kitermelhető mennyiségétM-mel jelöljük, akkor a reprocesszálás révén felhasználható M' mennyiségére felírhatjuk az M' = M + M' C összefüggést,⁸ amiből

A fenti értékkel számolva ez azt jelenti, hogy a közvetlenül kibányászott hasadóanyagnak 1,87-szeresét tudjuk energiatermelésre használni. Ez nem sok, de megéri a fáradságot, hiszen majdnem egy kettes faktort nyerünk a hasznosítható urántömegben. Ezt a technológiát ma már alkalmazzák: ez a MOX⁹ fűtőelem, amely UO₂ és PuO₂ olyan arányú keverékéből ál, amely reaktorfizikai szempontból megfelel a 3,8% dúsítású uránnak. Ebben Franciaország jár az élen.

Kérdés azonban, nincs-e ennél jobb lehetőség. Persze, hogy van! Ha a víz helyett más moderátort használunk, a konverziós tényező jelentősen megnő. A hidrogén abszorpciós hatáskeresztmetszete termikus neutronokra 331 mbarn, tehát elég nagy. Ezzel szemben a ¹²C izotópé 4 mbarn, sőt a deutériumé 1 mbarn. Emiatt a grafittal és nehézvízzel moderált reaktorokban a kezdeti konverziós tényező 0,8, illetve 0,9. A teljes üzemanyagciklusra ezek a számok kisebbek, de még így is nyerhetünk egy hármas-négyes faktort a felhasználható hasadóanyag tekintetében. Csak mellékesen jegyezzük meg, hogy ez a nagy konverziós tényező az oka annak, hogy a nukleáris fegyverekben található plutóniumot mindegyik atomhatalom grafitos reaktorokban gyártotta le.

Természetesen a legjobb lenne egy olyan technológia, amelynél a konverziós tényező 1-nél nagyobb, hiszen ezzel a teljes uránmennyiség hasadóvá tehető, és így a vizes reaktorokhoz képest 50-100-szor jobb uránhasznosítást érhetünk el. Ilyen tulajdonságú a gyors reaktor. Benne nincs moderátor, az üzemanyag dúsítása nagy, és ezért a láncreakciót nem termikus, hanem gyors neutronok tartják fenn. Az általuk kiváltott hasadásban jelentősen több másodlagos neutron keletkezik, ami végső soron lehetővé teszi, hogy C > 1 legyen. Egy ilyen reaktorban a természetes uránhoz 12-15% plutóniumot kevernek, és a reaktor aktív zónáját tiszta természetes uránnal veszik körül. Ezáltal elérik, hogy az aktív zónából kiszökő neutronok is plutóniumot termeljenek. Mivel nem lehet moderátor, a szokásos hűtőközegek (H₂O, D₂O) nem jönnek szóba, valami nagy tömegszámú, alacsony olvadáspontú anyagot kellett találni. Ilyen a nátrium és (újabban) az ólom. Nem mehetünk a részletekbe, de az Olvasó elképzelheti, milyen nehéz technológiáról van szó. Három országban működnek nátriumhűtésű gyors reaktorok: Franciaország, Japán és Oroszország.

E rész befejezéséül megnézzük, mennyi uránt igényel egy plutóniumbomba nyersanyaga. Az atombomba speciális összetételű plutóniumot igényel: a ²³⁹Pu-hoz képest csak elhanyagolható mennyiségben tartalmazhat nagyobb tömegszámú plutóniumizotópokat, mert az utóbbiak spontán hasadása annyi neutront termel, hogy a bomba a kelleténél hamarabb robban fel, ami rontja a bomba hatóerejét. Ez a fegyvertisztaságú plutónium. Előállításához a reaktor kiégése 700 MWnap/tonna körüli érték.¹⁰ 700 MWnap energia termelése 700 g urán hasadásával egyenértékű¹¹. Mivel itt még nem jelentős a keletkezett plutónium hasadása, számolhatunk a grafitos reaktorok kezdeti konverziós tényezőjével, tehát 0,8 ×700 g = 0,56 kg plutónium keletkezik. Egy bomba tömege körülbelül 15 kg, tehát egy bomba legyártásához igényelt természetes urán tömege 15/0,56 = 27 tonna. Mikor a kirakott fűtőelemeket reprocesszálják, ezt az uránmennyiséget visszanyerik. Fentebb láttuk, hogy egy uránbomba 2 tonna természetes uránt igényel. Mivel a dúsítás maradéka szegényített urán, az már csak gyors reaktorban hasznosítható tovább. Ugyanakkor a reprocesszálás uránmaradéka gyakorlatilag természetes urán, ami még felhasználható grafitos reaktorban - természetesen további plutónium gyártására. Emiatt a létező bombák gyártásához ténylegesen felhasznált urán mennyisége nehezen becsülhető.

Moratórium a gyors reaktorokra és a reprocesszálásra

Carter amerikai elnök 1977-ben moratóriumot rendelt el a gyors reaktorokra és a polgári célú reprocesszálásra. Ennek hosszú távon nagy hatása volt. Carter maga reaktormérnök volt, katona korában tengeralattjárókon reaktoroperátorként szolgált, tehát jól értette, mit csinál. Korábban az Egyesült Államokban nagy léptékű fejlesztés folyt ezeken a területeken. 1951-ben például ott sikerült először villamos energiát előállítani egy gyors reaktorban (EBR-1). Cartert az atomfegyverek terjedésének veszélye aggasztotta. Mivel a gyors reaktorok üzemanyaga nagy dúsítású urán, illetve uránplutónium keverék, fennáll a veszélye annak, hogy terroristák vagy ilyen szándékú államok törekedni fognak az üzemanyag megszerzésére. Ugyanilyen okból tekintette veszélyes helynek a reprocesszáló üzemeket is. Kijelentette: mivel ez a két technológia csak az uránhasznosítás javítása érdekében szükséges, nem sürget az idő ezek kifejlesztésére, hiszen urán bőségesen áll a rendelkezésünkre. Következtetés: várjunk, amíg kellően át nem gondoltuk a tennivalókat. Felszólította az államokat, hogy hasonlóan járjanak el. A németek, britek és mások "szót fogadtak", de a már említett franciák, japánok és oroszok mentek tovább a maguk útján. Tény azonban, hogy egyik sem alkalmazza nagy léptékben a gyors reaktorokat.

Az 1990-es években megváltozott az Egyesült Államok álláspontja. Mikor látták, hogy kezdenek lemaradni Európa és Japán mögött - amit az atomenergia területén nem tartanak a maguk számára megengedhetőnek - meghirdették a Generation IV programot a 4. generációs atomerőművek fejlesztésére. A programhoz csatlakozott néhány fejlett ország: Argentína, Brazília, Franciaország, Japán, Dél-Korea, Dél-Afrika, Kanada, Nagy-Britannia és Svájc, valamint maga az Európai Unió is.¹² A célkitűzések között hat reaktortípus kifejlesztése szerepel.

A 2. táblázatból látható, hogy közülük három típus is gyors reaktor, tehát az amerikai álláspont már több mint egy évtizede eltér a korábbi moratóriumtól. Hosszú távon fel fogják adni a polgári reprocesszálással szemben mutatott ellenséges felfogásukat is. Nem tartozik témánkhoz, ezért csak mellesleg hívjuk fel a figyelmet a hidrogén fejlesztésére. A végső cél hidrogént égető járművek bevezetése és ezzel a közlekedési eszközök CO₂-kibocsátásának csökkentése. A sóolvadék reaktorra a későbbiekben még visszatérünk. Egyelőre csak kutatás-fejlesztési munka folyik a program keretében, komoly pénztőke még nem áll a program mögött - legalábbis az Egyesült Államokban nem. Számítani lehet azonban arra, hogy a 2010-es évtized végén már épülnek kísérleti, esetleg prototípus rendszerek.

Kiégett fűtőelemek

A kiégett fűtőelemeket gyakran nagy aktivitású radioaktív hulladéknak tekintik, és eszerint bánnak velük: reprocesszálás nélkül, véglegesen eltemetik valamilyen mély geológiai képződménybe. Fentebb láttuk, hogy az így eltemetett fűtőelemekben még értékes anyagok találhatók: a keletkezett plutónium, amely jó hasadóanyag, továbbá az eredetileg bevitt urán túlnyomó része, amely további plutóniummá konvertálható. Ebből következik, hogy azok az országok (több ilyen van), amelyek a kiégett fűtőelemek végleges eltemetésére rendezkednek be, óriási mennyiségű energiát hagynak veszendőbe menni. Ezért a legtöbb országban (hazánk is közéjük tartozik) átmeneti tárolókat létesítenek (általában 50 évre), amivel időt kívánnak nyerni: remélhetőleg addigra általánossá válnak a gyors reaktorok és a reprocesszálás, illetve egyéb technológiák fejlődnek ki, de - főleg - megváltozik a társadalmi környezet, vagyis az emberek nagy része megérti, hogy nem mondhatunk le az atomenergiáról.

A kiégett fűtőelemekben található energia kinyerésére jelenleg egyetlen kipróbált technológia létezik: a reprocesszálás, majd a kinyert urán és plutónium további fűtőelemek gyártására való felhasználása. Természetesen ennek is megvannak a maga biztonsági problémái,¹³ de a gyakorlatban kipróbált, járható út. Léteznek azonban egyéb lehetőségek is, amelyeket transzmutáció néven szoktunk emlegetni. Közülük kettőt említünk meg: a sóolvadék reaktort és a gyorsítóval hajtott reaktort.

Az 1960-as években az Egyesült Államokban vizsgálták a sóolvadék reaktort. Ez azon alapult, hogy a LiF és BeF₂ sók olvadt keverékében oldódik a cirkónium,¹⁴ az UO₂ és a PuO₂. A kísérleti berendezés 1965-ben vált kritikussá, és másfél évig működött 7,4 MW hőteljesítményen, 650 °C-on. Az olvadékot keringették a reaktor és egy hőcserélő között, amelyben a hűtőközeg szintén LiFBeF₂ sóolvadék volt. További hasonló berendezéseket is terveztek, de ezek végül nem épültek meg. A sóolvadék reaktor modernizált változatának rendeltetése az elhasznált nukleáris üzemanyag transzmutációja: benne a plutóniumot és a többi transzurán elemet teljesen elégetik, az uránt, cirkóniumot és a hasadási termékeket kivonják. Egy ilyen rendszer megvalósítása érdekében határozott lépések történtek. Az oroszok kísérletileg igazolták az egész folyamat megvalósíthatóságát. Mellettük különösen aktívak az EU egyes országai (különösen Franciaország), de jelentős eredményeket értek el a csehek is. Végeredményben az újrahasznosítható anyagok visszakerülnek az üzemanyagciklusba, a transzurán elemek megsemmisülnek, a radioaktív hulladékok pedig olyan anyaggá alakulnak át, hogy aktivitásuk egy-két emberöltő alatt a kiindulásul szolgáló urán aktivitásának szintjére csökken. Ezzel megvalósul a "szennyező fizet" elve, hiszen az a nemzedék tünteti el a hulladékokat, amely a termelt villamos energia hasznát élvezte (vagy bármi más módon hasznosította az uránt).

A kiégett fűtőelemek kezelésének szerényebb célja is lehet: nem kívánjuk a bennük rejlő energiát teljesen hasznosítani, de mindenképpen rövidebb felezési idejűvé akarjuk őket átalakítani, amivel csökkenteni tudjuk a nagy aktivitású hulladék tárolási idejét. Ehhez elég belőlük egy szubkritikus reaktort összerakni, majd azt nagy neutronhozamú neutronforrással meghajtani. Ilyenek lehetnek a gyors reaktorok, de ebben a tekintetben a legígéretesebbek a gyorsítóval hajtott reaktorok. Az utóbbiakról ejtünk néhány szót, mivel a legtöbb neutront gyorsítóval lehet előállítani, ha néhányszor 100 MeV energiára gyorsított protonokkal nehézfém targetben (például ólomban) spallációs reakciót váltunk ki. Miután az 1980-as évek elején ez technikailag könnyen megvalósíthatóvá vált, felmerült, hogy ha a nagyaktivitású hulladékot ilyen eredetű neutronokkal besugározzuk, akkor ezek "megfiatalodnak", vagyis újra felhasználhatóvá válnak. Sokáig - a többihez hasonlóan - ezt az ötletet sem vették komolyan. Az 1980-as évek második felében Los Alamosban készült egy megvalósíthatósági tanulmány, és ettől kezdve a dolog egyre életrevalóbbnak tűnt. A Los Alamosban kidolgozott elképzelés szerint a reaktor sokszorozási tényezője 0,95, tehát a neutronsokszorozás 20-szoros.¹⁵ Az így elérhető térfogati teljesítménysűrűségek körülbelül akkorák, mint egy atomerőműben. Ezek a feltételek alkalmasak arra, hogy a hosszú felezési idejű transzuránokat és a hasadási termékeket rövidebb felezési idejű izotópokká alakítsák át. A berendezés eközben termelhet 100 MW nagyságrendű teljesítményt is, miközben alkalmas tíz darab, egyenként 1000 MW teljesítményű atomerőmű nagyaktivitású hulladékainak a kezelésére. Természetesen az egész koncepció nem választható el az elhasznált üzemanyag reprocesszálásától, ugyanis e nélkül a sokszorozási tényező kedvezőtlenül kis értékre csökkenne.

Becslés az eddig elhasznált uránra

A címben feltett kérdés megválaszolása érdekében megpróbáljuk felmérni, mennyi urán fogyhatott el a nukleáris korszak eddig eltelt 60 évében. Erre a nem kis bátorságot igénylő feladatra azért merünk vállalkozni, mert az uránkészletekre adott becslések is bizonytalanok. Alábbi becsléseink sem lesznek bizonytalanabbak. Természetesen igyekszünk az elfogyott urán tömegét felülbecsülni, nehogy az a vád érjen, hogy a valóságosnál rózsásabbra festjük a helyzetet. 2004-ben 442 erőművi reaktor működött összesen 357 GW teljesítménnyel. Biztosan felfelé tévedünk, ha abból indulunk ki, hogy az elmúlt 40 év alatt végig ekkora atomerőművi park működött.

Ismét a paksi atomerőmű példájából indulunk ki. Egy reaktor töltete 40 tonna UO₂. Mivel a reaktor villamos teljesítménye eredetileg 440 MW, újabban 500 MW, 1000 MW villamos teljesítményre (felfelé kerekítve) 100 tonna uránnal számolhatunk. Így a világon működő atomerőműpark teljes töltete 35 700 tonna. Egy kiszemelt fűtőelem eredetileg 3 évet töltött a reaktorban, de két évtizede a legtöbb helyen ezt 4 évre növelték. Így az elmúlt 40 évben elhasznált dúsított urán mennyisége 35 700×40/4 = 357 000 tonna. A dúsítás tárgyalásakor láttuk, hogy ennek mintegy 6-szorosa fogyott el a dúsításkor, vagyis a teljes elfogyott uránmennyiség 2,1 Mt-ra becsülhető. A dúsítóművekből származó maradéka 1,8 Mt szegényített urán.

Lényegesen nehezebb számba venni a nukleáris fegyverek gyártásához felhasznált mennyiséget. Tudjuk, hogy a két szuperhatalom tizenkét-tizenkét ezer nukleáris robbanófejjel rendelkezik. A további atomhatalmak (Kína, Franciaország, Nagy-Britannia stb.) fegyvereit is figyelembe véve 25-30 ezer robbanófejjel kell számolnunk. A harcászati atomfegyverek száma ezt messze harminc-negyvenezer fölé viszi. Mindegyikben 15 kg körüli hasadóanyag (urán vagy plutónium) van. Ha az egészet uránnak vesszük, akkor használhatjuk fenti becslésünket: bombánként 2 tonna uránnal a 30 ezer robbanófejre vonatkozóan 50 ezer tonnát kapunk. Plutóniumbombák esetében ez több lehet, ezért jobb, ha 100 ezer tonnával számolunk. Vannak még a harcászati fegyverek, továbbá az atomhatalmak tárolnak bizonyos mennyiségű nagy dúsítású uránt, illetve fegyvertisztaságú plutóniumot, hogy szükség esetén gyorsan legyárthassanak újabb robbanófejeket. Nyilvánvaló, hogy ennek tömege katonai titok. Aligha lehet azonban több, mint a már meglévő robbanófejekben található mennyiség. Itt jegyezzük meg, hogy a Népszabadságidézett cikkének megfogalmazásával szemben nem a szovjet atomfegyverekből kivett uránt égettek el amerikai reaktorokban. Arról van szó, hogy az amerikai-orosz fegyverzetkorlátozási tárgyalásokon kiderült, hogy az oroszok lényegesen több tartalék uránt halmoztak fel, mint az amerikaiak. Az egyensúly helyreállításához kellett a többletet elégetni. Az amerikaiak építettek egy külön üzemet, amelyben ezt az uránt reaktor-fűtőelemekké konvertálják, majd reaktorokban elégetik. Témánkra visszatérve levonhatjuk azt a következtetést, hogy az atomfegyverekhez aligha használhattak fel 200 ezer tonna uránnál többet. Ha ezt hozzávesszük az atomerőművek 2,1 Mt-jához, 2,3 Mt alatt maradunk. Ezt azt jelenti, hogy még a jelenlegi, az uránnal pazarló technológia mellett is korai az uránkészletek kimerüléséről beszélni. Fent ugyanis azt láttuk, hogy a készlet legalább 10 Mt.

Még nem szóltunk a kutatóreaktorokról, amelyek nem energiatermelésre, hanem különböző (magfizikai, kémiai, szilárdtest-fizikai, anyagvizsgálati stb.) kutatások céljaira termelik a neutronokat. Számuk kezdetben nagy volt (500 felett), de az utóbbi évtizedekben egy részüket leszerelték. Erősen dúsított uránnal működnek. Mivel töltetük kicsi, uránfogyasztásuk számottevően nem módosítja a fenti becslést.

Mit tehetünk a jövőben?

A jövőben több úton járhatunk. Mindenekelőtt nyitva áll a járt út, vagyis tovább pazarolhatjuk az uránt az eddigi technológiával. Még így is el tudjuk látni az atomerőműveket üzemanyaggal addig, amikor a kőolajkészletek már gyakorlatilag kimerülnek. Ez a 21. század nagy részét jelenti. Nem lenne azonban szerencsés ezt az utat járni.

A jelenlegi atomerőművi technológia mellett a nukleáris üzemanyagnak csak elenyésző részét aknázzuk ki energiatermelésre. Az eddig elhasznált 2,3 millió tonna uránból - bármily hihetetlen - mindössze 12-14 ezer tonna urán hasadt el, vagyis a Földön talált urán még gyakorlatilag teljes egészében megvan. Milyen formában? Több millió tonna eredeti, még kibányászandó állapotban, 0,36 millió tonna kiégett üzemanyag formájában, a többi szegényített uránként, mint az urándúsítók maradéka. Az utóbbi túlnyomó többsége három országban található: USA, Oroszország és Franciaország. A franciák becslése szerint a náluk levő mennyiség 2000 évig lenne képes fedezni Európa teljes uránszükségletét. Fontos szempont, hogy ezt a részt már nem kell bányászni, nem kell szállítani, hiszen fűtőelemgyártásra kész állapotban tárolják. Természetesen ehhez át kell térni a gyors reaktorok technológiájára, ami már folyik, de a közeli jövőben várhatóan fel fog élénkülni. Eddig csak az uránról beszéltünk. Tudjuk, hogy a Földön háromszor annyi tórium található, mint urán, és szintén kitűnő nukleáris üzemanyag.

Ezen túlmenően - a reprocesszálás mellett - nagyon üdvös lenne a kiégett fűtőelemek transzmutációja, mert ez egyszerűsíti a nukleáris hulladékok problémáját. Bár nem ilyen léptékben járul hozzá az energiatermeléshez, de nagyon itt lenne az ideje a felhalmozott nukleáris fegyverek részleges leszerelésének is, amivel a szuperhatalmak évtizedek óta hitegetik az emberiséget. A fegyverekben található hasadóanyagot reaktorokban minél hamarabb el kellene égetni. Tévedés azt állítani, hogy ez az urán "másodlagos" hasznosítása: mind a transzmutáció, mind a fegyverek hasadóanyagának konverziója olyan művelet, amely mindannyiunk érdekét szolgálja.

Összefoglalva: urán és tórium elegendő mennyiségben van a Földön, ezek ezeréves időtávon rendelkezésre álló energiahordozók. Az emberiség nyilván addig fog rájuk támaszkodni, ameddig szükségesnek ítéli, vagyis amíg nem talál másik, kedvezőbb energiahordozót.