Berigelse af uran er nøglefaktoren for, hvor hurtigt Iran kunne producere et atomvåben. Her er hvor den står i dag

Irans atomprogram var et stort emne i præsident Joe Bidens rejse til Mellemøsten den 13.-16. juli 2022. Den mest udfordrende del af produktionen af ​​atomvåben er at fremstille det materiale, der brænder dem for, og Iran er kendt for at have produceret uran, der er næsten våbenkvalitet.

The Conversation bad Brandeis University-professor Gary Samore, som arbejdede med atomvåbenkontrol og ikke-spredning i den amerikanske regering i over 20 år, om at forklare, hvorfor uranberigelse er central for Irans nukleare ambitioner, og hvor den iranske indsats står nu.

Hvad vil det sige at berige uran?

Naturligt uran indeholder to hovedisotoper eller former, hvis atomer indeholder det samme antal protoner, men forskellige antal neutroner. Det drejer sig om 99,3% uran-238 og 0,7% uran-235. Uran-235-isotopen kan bruges til at generere atomkraft til fredelige formål eller nukleare sprængstoffer til militære formål.

Berigelse er processen med at udskille og øge koncentrationen af ​​U-235 til højere niveauer over naturligt uran. Generelt er lavere niveauer af beriget uran, såsom uran med 5 % U-235, almindeligvis brugt til atomreaktorbrændsel. Højere niveauer af berigelse, såsom 90% U-235, er mest ønskelige for atomvåben.

Hvorfor er højere niveauer af berigelse vigtige til militære formål?

Jo højere berigelsesniveauet er, jo mindre er mængden af ​​nukleart materiale, der er nødvendigt for at producere et atomvåben.

Det Internationale Atomenergiagentur identificerer 25 kilogram (55 pund) 90% beriget uran som en "betydelig mængde", der er nødvendig for et simpelt atomvåben. Men større mængder lavere beriget uran kan også virke.

For eksempel brugte "Little Boy" atombomben, som USA kastede over Hiroshima, Japan, i 1945 omkring 64 kg uran beriget til et gennemsnit på 80% U-235.

Fra et atomvåbendesignsynspunkt er mindre mængder højere beriget nukleart materiale mere ønskeligt, fordi det reducerer størrelsen og vægten af ​​atomvåbnet og gør det lettere at levere. Som følge heraf bruger moderne atomvåben baseret på uran typisk uran beriget til 90 % til 93 % U-235, som er kendt som våbenkvalitetsuran, til det primære brændstof.

Hvad havde Iran opnået før atomaftalen fra 2015?

Atomaftalen fra 2015 mellem Iran, USA, Kina, Frankrig, Storbritannien, Rusland og Tyskland satte betydelige restriktioner på Irans atomprogram til gengæld for fritagelse for en række internationale sanktioner. Da aftalen blev vedtaget, havde Iran mestret den grundlæggende teknologi til at berige uran med gascentrifuger - cylindre, der spinder uran i gasform ved meget høje hastigheder for at adskille den tungere U-238 isotop fra den lettere U-235 isotop.

På sine to vigtigste berigelsesanlæg, Natanz og Fordow, drev Iran omkring 18.000 førstegenerations IR-1-centrifuger og omkring 1.000 andengenerations IR-2-centrifuger. Den havde også akkumuleret et lager på omkring 7.000 kilogram (ca. 15.430 pund) lavberiget uran (under 5%) og omkring 200 kilogram (440 pund) 20% berigningsuran.

Baseret på disse kapaciteter blev Irans "udbrudstid" til at producere omkring 25 kilogram (55 pund) 90% beriget uran – nok til et enkelt atomvåben – anslået til at være en eller to måneder.

Breakout-tiden er ikke beregnet til at antyde, at Iran nødvendigvis ville beslutte at producere uran af våbenkvalitet på disse inspicerede faciliteter, fordi risikoen for opdagelse og potentiel negativ international reaktion er meget høj.

Præsident Biden ankom til Israel, næsten 50 år efter sin første rejse som senator, i onsdags for at åbne sit besøg i Mellemøsten for at fokusere om at bremse Irans atomprogram, få olie til amerikanske benzinpumper og forbedre forholdet til Saudi-Arabien. https://t.co/om6Pw4udVx pic.twitter.com/0jrnxRP93p

— The New York Times (@nytimes) 13. juli 2022

Hvordan begrænsede atomaftalen Irans aktiviteter?

Atomaftalen fra 2015 satte fysiske begrænsninger på Irans berigelsesprogram i 10 til 15 år, herunder antallet og typen af ​​centrifuger, Iran kunne betjene, størrelsen af ​​dets lager af lavt beriget uran og dets maksimale berigelsesniveau.

I 15 år ville ingen berigelse finde sted i Fordow, og Irans lager af lavt beriget uran ville være begrænset til 300 kg (660 pund) ved et maksimalt berigelsesniveau på 3,67 %. Og i 10 år ville dens centrifuger være begrænset til omkring 6.000 IR-1 centrifuger ved Natanz.

For at overholde disse fysiske grænser sendte Iran det meste af sit lager af lavberiget uran og hele sit lager af 20% beriget uran til Rusland. Det demonterede også de fleste af dets IR-1-centrifuger og alle dets mere avancerede IR-2-centrifuger til opbevaring i Iran. Som en konsekvens af disse grænser blev Irans "breakout-tid" forlænget fra en måned eller to før aftalen til omkring et år efter aftalen.

Efter år 10 af aftalen fik Iran imidlertid lov til at begynde at erstatte sine IR-1 centrifuger ved Natanz med mere avancerede modeller, som det fik lov til at fortsætte med at forske i og udvikle i løbet af aftalens første årti. Efterhånden som disse mere kraftfulde avancerede centrifuger blev installeret, ville breakout-tiden sandsynligvis være skrumpet til omkring et par måneder inden år 15 efter aftalen.

Som en del af aftalen indvilligede Iran også i forbedrede internationale inspektioner og overvågning af sine nukleare anlæg.

Hvad har Iran gjort, siden præsident Trump trak USA ud af atomaftalen i 2018?

Siden USA trak sig ud af atomaftalen, har Iran gradvist overskredet aftalens grænser. Det har øget sit lager af 5 % beriget uran; genoptaget produktionen af ​​20 % beriget uran; påbegyndt produktion af 60 % beriget uran, genoptaget berigelse ved Fordow; og fremstillede og installerede avancerede centrifuger hos både Natanz og Fordow.

Iran er også begyndt at begrænse international overvågning af sine atomanlæg. I juni 2022 annoncerede Iran f.eks., at man frakoblede kameraer installeret under atomaftalen fra 2015 for at overvåge sine atomanlæg.

I maj 2022 anslog Det Internationale Atomenergiagentur, at Iran havde omkring 1.000 kilogram (2.200 pund) 5% beriget uran, omkring 240 kilogram (530 pund) 20% beriget uran og 40 kilogram (88 pund beriget) uran.

Som et resultat af dette voksende lager af beriget uran og brugen af ​​avancerede centrifuger er Irans estimerede udbrudstid blevet reduceret til et par uger. Indtil videre har Iran dog ikke besluttet at påbegynde produktion af beriget uran i våbenkvalitet (90 %), selvom det teknisk set er i stand til det.

Højst sandsynligt opfører Iran sig forsigtigt, fordi dets ledere er bekymrede for, at produktion af uran af våbenkvalitet vil udløse en stærk international reaktion, som kan variere fra yderligere sanktioner til militærangreb. + Udforsk yderligere

Forståelse af atomvåben og Irans uranberigelsesprogram

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.