كيف دعم الأمن الوطني استقلال الطاقة

(ج) إن تكنولوجيات التخصيب تشكل حجر الزاوية في البنية التحتية النووية الحديثة، وتخدم أغراضاً مزدوجة تدعم كل من الاستراتيجية الوطنية للأمن والطاقة، وبزيادة تركيز مشروع النظائر الانشطارية ] اليورانيوم-235 ] في اليورانيوم الطبيعي، فإن هذه التكنولوجيات تتيح إنتاج الوقود لمفاعلات الطاقة النووية، وإذا ما أُضِلت الأسلحة النووية.

The Fundamentals of Uranium Enrichment

ويتألف اليورانيوم الطبيعي أساساً من نظائرين: U-238] (نحو 99.3 في المائة) و]U-235 (نحو 0.7 في المائة) ولا يمكن إلا لثاني أكسيد اليورانيوم - 235 أن يحافظ على تفاعل سلاسل نووية، وللاستعمال في مفاعلات الماء الخفيف، يجب أن يكون التركيز الأكثر شيوعاًاًاًاً في مفاعل الطاقة النووية،

إن الإثراء جزء من دورة الوقود النووي الأوسع نطاقا، التي تشمل التعدين، والطاحن، وتحويل، والتخصيب، وتصنيع الوقود، وتشغيل المفاعلات، وإدارة الوقود المستهلك، ومرحلة التخصيب هي الأكثر حساسية لأنها تحدد مباشرة ما إذا كان يمكن استخدام اليورانيوم لتوليد الطاقة السلمية أو للأسلحة النووية، ولهذا السبب، فإن قدرات الإثراء ترصد عن كثب من قبل هيئات دولية مثل الوكالة الدولية للطاقة الذرية [FLT:]:

طرق فصل النظائر

وقد تم تطوير عدة طرق لفصل النظائر اليورانيومية، كل منها يستغل الفرق الطفيف بين اليورانيوم-235 وU-238، أهم التكنولوجيات هي الانتشار الغازي والطرد المركزي الغازي وإثراء الليزر.

دفوزون الغاز

وكان الانتشار الغازي أول طريقة للتخصيب على نطاق صناعي، وضعت أثناء مشروع مانهاتن واستخدمت على نطاق واسع خلال الحرب الباردة، وفي هذه العملية، كان الغاز السادو فلوريد اليورانيوم المكشوف يُجبر على التعاطي مع الميكروبات الخبيثة، حيث أن الذرّات من طراز U-235 أقل قليلاً، وهي تُنشر عبر الميمبراين بسرعة أكبر من الذرتين من طراز U-238.

Gas Centrifuge

أما أسلوب الطرد المركزي للغاز فهو الآن تكنولوجيا الإثراء المهيمنة في جميع أنحاء العالم، ففي حالة الطرد المركزي، يرتفع غاز سادس فلوريد اليورانيوم بسرعة عالية إلى 000 70 ريم بري، مما يجعل من قوة الطرد المركزي قوية تدفع جزيئات اليورانيوم - 238 إلى الجدار الخارجي، بينما يزيد عدد الجزيئات الأقل بروزاً من اليورانيوم - 235 على مستوى الوسط.

وتشمل برامج التخصيب القائمة على الطرد المركزي برامج التخصيب التي تشمل Urenco] (مجموعة من المملكة المتحدة وهولندا وألمانيا) وروساتوم روسيا، وتعمل الولايات المتحدة أيضاً محطة إثراء بالطرد المركزي في نيو مكسيكو، في إطار خدمات الطاقة في لويزيانا (وهي الآن أورينكو بالولايات المتحدة الأمريكية).

إثراء اللازر

وفي حالة الإثراء بالليزر، يمكن أن تكون هناك تكنولوجيا ناشئة يمكن أن تؤدي إلى ثورة الصناعة عن طريق توفير تكاليف رأسمالية أقل، ومرافق أصغر، وكفاءة أعلى في الفصل، وأكثر عملية ليزر بروزاً هي إعداد الإيزوتوبيز بواسطة شركة لازر للخفاض (SILEX) ، التي طورت في أستراليا والتي يجري حالياً تسويقها بواسطة نظام غسيلي (Silex6).

غير أن إثراء الليزر يشكل أيضا مخاطر كبيرة على الانتشار، إذ أن المعدات مدمجة ويمكن إخفائها بسهولة أكبر من التعاقبات المركزية للطرد، وتقوم لجنة التنظيم النووي بالولايات المتحدة حاليا بتقييم رخصة لمصنع قائم على نظام SILEX في الولايات المتحدة، ولا تزال التكنولوجيا غير منتشرة على نطاق تجاري، ولكنها لا تزال موضع اهتمام شديد ورقابة.

الإثراء والأمن الوطني

إن الصلة بين تكنولوجيات التخصيب والأمن الوطني هي علاقة مباشرة وتاريخية، إذ يمكن للأمة التي تتحكم في الإثراء أن تنتج، من حيث المبدأ، المواد الانشطارية اللازمة للأسلحة النووية، وهذه القدرة توفر رادعا قويا وتعزز التأثير الجيوسياسي، غير أنها تدعو أيضا إلى التدقيق والجزاءات المحتملة من المجتمع الدولي.

الأسلحة النووية وانتشارها

الشاغل الأمني الرئيسي هو أن قدرات الإثراء يمكن أن تكون مزدوجة الاستخدام: نفس الطاردات المركزية التي تنتج وقود المفاعل يمكن إعادة تشكيلها أو تشغيلها لفترات أطول لإنتاج اليورانيوم العالي التخصيب، كمية اليورانيوم العالي التخصيب اللازمة لسلاح نووي بسيط تبلغ حوالي 15 إلى 25 كيلوغراماً، ومحطة طاردات مركزية متواضعة تضم 000 1 طاردة مركزية من طراز IR-1 يمكن أن تنتج برامج إثراء عالية الجودة لسلاح في غضون بضعة أشهر

ويقدم التاريخ أمثلة على ذلك، حيث تم وضع برامج تخصيب الولايات المتحدة والاتحاد السوفياتي والمملكة المتحدة وفرنسا والصين في البداية لأغراض عسكرية، وفي الآونة الأخيرة، أظهرت شبكة أ.ك. خان في باكستان كيف يمكن اقتناء تكنولوجيا الطرد المركزي سرا، ووضعت كوريا الشمالية برنامجها الخاص بالتخصيب، الذي يحتمل أن يحدثه، باستخدام أجهزة الطرد المركزي وربما أساليب أخرى، وكان برنامج إيران للتخصيب، قضية مركزية في الأمن المشترك في الشرق الأوسط، مما أدى إلى انهيار برنامج الإثراء لعام 2015.

The Dual-Use Dilemma

كما أن نفس التكنولوجيا التي تخول المفاعلات المدنية تتيح أيضاً التسليح، وهذا الطابع المزدوج الاستخدام يعني أن أي دولة لديها برنامج إثراء مدني قادرة من الناحية التقنية على إنتاج اليورانيوم العالي التخصيب، ولذلك فإن نظم عدم الانتشار لا تعتمد على حظر التكنولوجيا بشكل صحيح وإنما على إخضاعها لتدابير الشفافية الصارمة، وتعترف معاهدة عدم انتشار الأسلحة النووية بحق جميع الدول الأطراف في تطوير الطاقة النووية للأغراض السلمية، ولكنها تفرض ضمانات لضمان عدم تحويل هذه الأسلحة إلى دول.

الضمانات الدولية

وتضطلع الوكالة الدولية للطاقة الذرية بدور مركزي في حماية مرافق الإثراء، إذ يجب على الدول بموجب اتفاقات الضمانات الشاملة أن تعلن عن جميع المواد والمرافق النووية، ويتحقق مفتشو الوكالة الدولية للطاقة الذرية من أن عمليات الإثراء تتفق مع الاستخدام السلمي، كما أن البروتوكولات الإضافية تسمح بإجراء عمليات تفتيش أكثر تدخلا لكشف الأنشطة غير المعلنة، غير أن الضمانات لا تكون إلا قوية بقدر ما تكون الدول مستعدة للامتثال وقدرة الوكالة على الوصول إلى جميع المواقع ذات الصلة، وقد واجهت الوكالة في السنوات الأخيرة تحديات في التحقق من أنشطة الإثراء في إيران.

وثمة آلية أخرى هي مفهوم " تأجير الإثراء " أو مراكز التخصيب المتعددة الجنسيات، حيث يتحكم الاتحاد في التكنولوجيا للحد من مخاطر الانتشار، وعلى سبيل المثال، يشمل نموذج أورينكو بلدانا متعددة تمتلك معاً محطات إثراء خاضعة لضمانات الوكالة الدولية للطاقة الذرية، وقد استكشف التقييم الدولي لدورة الوقود النووي في السبعينات أفكاراً مماثلة، ولكن التقدم المحرز كان بطيئاً.

استقلال الطاقة من خلال الإثراء المنزلي

وعلى الجانب المدني، فإن تكنولوجيات التخصيب تمكن الدول من تأمين إمداداتها من الوقود لمصانع الطاقة النووية، مما يقلل من الاعتماد على الموردين الأجانب، ويزيد من حدة الصدمات الجيوسياسية.

تخفيض الاعتماد على الوقود الأجنبي

وهناك بلدان كثيرة تعمل بمفاعلات نووية تفتقر إلى قدرات تخصيب اليورانيوم الأصلي، ويجب عليها شراء وقود مخصب من حفنة من المورِّدين - روسيا، وأورينكو، وفرنسا، والصين، والولايات المتحدة، ويمكن أن يكون هذا التبعية خطراً: فالجزاءات، والمنازعات التجارية، أو التوترات السياسية يمكن أن تعطل الإمدادات، فعلى سبيل المثال، بعد الغزو الروسي لأوكرانيا في عام 2022، سعت بلدان أوروبية إلى الحد من اعتمادها على خدمات الإثراء اليورانيوم الروسية.

المنافع الاقتصادية والاستراتيجية

ويخلق الإثراء المحلي وظائف عالية التكنولوجيا، ويعزز القدرة الصناعية، ويقلل من تدفق رأس المال إلى الخارج من أجل واردات الوقود، أما بالنسبة للبلدان التي لديها برامج كبيرة للطاقة النووية، فإن امتلاك مرافق الإثراء يمكن أن يوفر ميزة تنافسية في تسعير الكهرباء، وعلاوة على ذلك، فإن الدراية الفنية المكتسبة من محطات الإثراء العاملة يمكن أن تتدفق إلى ميادين أخرى مثل المواد المتقدمة وتكنولوجيا الفراغ ونظم الرقابة.

كما أن الفوائد الاستراتيجية لها نفس القدر من الأهمية، فالبلد الذي لديه مصنعه الخاص للتخصيب أقل عرضة لاضطرابات العرض الناجمة عن النزاعات أو المنازعات التجارية، كما أنه يكتسب قدرا أكبر من السيطرة على دورة الوقود النووي، مما يتيح التخطيط الأطول أجلا لإدارة النفايات أو تصميمات المفاعلات المتقدمة التي تتطلب مستويات مختلفة من الإثراء (مثل اليورانيوم المنخفض التخصيب العالي التخصيب، واليورانيوم الهالكي، المستخدم في العديد من مفاعلات الجيل القادم).

دراسات الحالة: الولايات المتحدة وفرنسا وإيران

(أ) كان اليورانيوم المثرى تاريخياً في محطات الانتشار الغازية الضخمة في أوك ريدج (تينيسي)، وبادوكا (كينسي)، وبورسموث (أوهايو)، وبعد الحرب الباردة، تم التخلص التدريجي من هذه النباتات بسبب ارتفاع التكاليف والشواغل البيئية.

] France:] France operates a large centrifuge enrichment plant called Georges Besse II, owned by Orano (formerly Areva) - Located at the Tricastin site, this plant produces all of France’s enriched uranium for its 56 reactors and exports to other countries. France’s enrichment self-sufficiency has been a pillar of its energy independence.

إن برنامج إيران للتخصيب هو أحد أكثر المزاعم إثارة للجدل في العالم، إذ أن تكنولوجيا الطرد المركزي السرية التي حصلت عليها من شبكة A.Q. Khan، قامت إيران ببناء مصنع تجريبي للتخصيب في ناتانز ومرفق أكبر تحت الأرض في فوردو، وتدعي إيران أن إثراءها في التسعينات من القرن الماضي هو من أجل استخدام الطاقة السلمية في إطار معاهدة عدم الانتشار.

التحديات والرأس البري

ومع تطور تكنولوجيات الإثراء، يصبح التوازن بين فوائد الطاقة والمخاطر الأمنية أكثر حساسية، وستشكل التطورات المقبلة المشهد النووي العالمي.

مخاطر الانتشار وجهود عدم الانتشار

وربما يكون أكبر تحد هو خطر الانتشار المتأصل في أي برنامج للتخصيب، فنشر شبكات تكنولوجيا الطرد المركزي، أو البرامج التي ترعاها الدولة، أو تقاسم المعارف، يؤدي إلى زيادة عدد الدول التي لديها قدرة محتملة على الأسلحة، ويمكن أن يؤدي الإثراء إلى تفاقم ذلك بسبب صغر حجمه وكفاءته العالية، ومن أجل التصدي لذلك، فإن جهود عدم الانتشار تركز على تعزيز ضمانات الوكالة الدولية للطاقة الذرية، وتعزيز مراكز الإثراء المتعددة الجنسيات، وفرض ضوابط تصديرية على المعدات الحساسة.

دال - التقدم المحرز في تكنولوجيا الإثراء

إن الجيل القادم من أجهزة الطرد المركزي مثل جهاز الإنذار المركزي في أورينكو مع أجهزة السطو على مركب الكربون، يبشر بزيادة الإنتاج وانخفاض استهلاك الطاقة، ويمكن لإثراء لازر، إذا نجح في تسويقه، أن يقلل من تكلفة الإثراء بدرجة كبيرة، غير أن هذه التطورات تتطلب أيضا رقابة قوية، وتبحث الوكالة الدولية للطاقة الذرية أساليب الكشف عن محطات الإثراء بالليزر، مثل رصد التوقيعات.

وثمة مجال آخر للبحث هو استخدام الفصل بين البلازما وغير ذلك من التقنيات الغريبة (الفصل بين الطيران والفصل الكهرومغناطيسي) وفي حين أن معظمها غير قابل للتطبيق اقتصاديا، فإن الدول التي تسعى إلى تجنب الكشف عنها يجب أن يظل المجتمع الدولي متيقظا.

دور التعاون الدولي

وفي نهاية المطاف، فإن مستقبل تكنولوجيات التخصيب يعتمد على التعاون العالمي، حيث أن المزيد من البلدان ينظر في الطاقة النووية - خاصة في آسيا والشرق الأوسط - سيزداد الطلب على خدمات التخصيب، وبدون إطار لضمان أن يظل الإثراء سلميا، فإن خطر الانتشار يزداد، كما أن المقترحات المتعلقة بالمصارف الدولية للوقود، مثل احتياطي اليورانيوم المنخفض التخصيب في كازاخستان، تهدف إلى توفير إمدادات موثوقة من الوقود للدول التي تعيش في وضع جيد دون أن تشترطها.

ويظهر مثال محطات الطرد المركزي Urenco) أن الرقابة المتعددة الجنسيات يمكن أن تعمل، ويملك أورينكو المملكة المتحدة وهولندا وألمانيا مرافق إنتاج في تلك البلدان وفي الولايات المتحدة، وتعمل الشركة بموجب الأنظمة الوطنية وضمانات الوكالة الدولية للطاقة الذرية، ويمكن أن يساعد توسيع النماذج المماثلة لتشمل مناطق أخرى على التوفيق بين تطلعات الطاقة الوطنية ومتطلبات الأمن العالمية.

وفي الختام، فإن تكنولوجيات التخصيب تقع في تقاطع أمن الطاقة والأمن الوطني، فهي توفر الوعد باستقلال الطاقة ومصدراً منخفضاً للطاقة الكربونية، ولكنها أيضاً تحمل خطر انتشار الأسلحة النووية، والتحدي الذي يواجهه مقررو السياسات والمهندسون والمجتمع الدولي هو تسخير فوائد الإثراء مع الحرص على عدم إساءة استعماله، كما أن استمرار التقدم في التكنولوجيا - ولا سيما في طرق الطرد والليزر المتوازنة - يتطلب إحراز تقدم مواز في مجال الشفافية والتحقق.