غنی سازی اورانیوم به شکل خیلی ساده یعنی جداسازی اورانیوم ۲۳۸ از اورانیوم ۲۳۵.
اورانیوم در طبیعت به طور عمده به صورت دو ایزوتوپ ۲۳۸ و ۲۳۵ یافت میشود. این اعداد مجموع پروتونها و نوترونهای هر ایزوتوپ را نشان میدهد. در طبیعت و در معادن اورانیوم، ایزوتوپ ۲۳۸ به وفور یافت میشود. اما این ایزوتوپ اورانیوم به درد واکنشهای شکافت هستهای نمیخورد. علت این موضوع این است که ایزوتوپ ۲۳۸ بسیار پایدار است. اصلا علت اینکه در معادن اورانیوم، ایزوتوپ ۲۳۸ تا ۹۹/۳ درصد یافت میشود همین است. چون ایزوتوپ ۲۳۵ ناپایدار بوده است و نیمه عمر آن بسیار پایینتر از ایزوتوپ ۲۳۸ بوده، رفته رفته به عناصر پایدارتر تجزیه شده است و حالا غلظت آن پایین است. اما ایزوتوپ ۲۳۸ پایدار بوده است و به همین علت، در گذشت زمان اتفاق خاصی برای آن نیفتاده است. در واقع نیمه عمر ایزوتوپ ۲۳۸ حدود ۴/۵ میلیارد سال و نیمه عمر ایزوتوپ ۲۳۵ حدود ۷۰۰ میلیون سال است.
حالا کسی که میخواهد به واکنشهای هستهای دست پیدا کند، مجبور است آن ۰/۷ درصد باقیمانده از ایزوتوپ ۲۳۵ را از ایزوتوپ ۲۳۸ جدا کند. اما یک نکتهی جالب اینجا وجود دارد. اینکه میتوانیم انتظار داشته باشیم که در گذشته، غلظت ایزوتوپ ۲۳۵، در نقاطی از زمین بسیار بالاتر و در حد مناسب برای آغاز واکنشهای شکافت هستهای بوده باشد. اگر در گذشتهی زمین در نقطهای چنین غلظتی از ایزوتوپ ۲۳۵ اورانیوم وجود داشته، میتوانیم انتظار داشته باشیم که تحت شرایط خاصی ما راکتورهای هستهای روبازی روی زمین داشته ایم.
ما میدانیم که غلظت ۳ درصد اورانیوم ۲۳۵، برای شروع واکنشهای شکافت هسته ای کافیست. از طرف دیگر، میدانیم که نیمه عمر ایزوتوپ ۲۳۵ معادل یک ششم نیمه عمر ایزوتوپ ۲۳۸ اورانیوم است. ما میدانیم نیمه عمر ایزوتوپ ۲۳۸، حدود ۴ و نیم میلیارد سال است. یعنی ۴ و نیم میلیارد سال طول میکشد که نیمی از جرم ایزوتوپ ۲۳۸ به عناصر دیگر تجزیه شود. پس اگر دو میلیارد سال به عقب بازگردیم، میزان اورانیوم ۲۳۸، حدودا ۴۰ درصد از میزان فعلی بیشتر بوده است که رفته رفته تجزیه یا دقیقتر بگوییم دچار واپاشی شده است. اما چون نیمه عمر اورانیوم ۲۳۵، یک ششم نیمه عمر اورانیوم ۲۳۸ است، میزان اورانیوم ۲۳۵ در آن زمان حدود هشت برابر میزان فعلی بوده است.
اما این اعداد یعنی چه؟ این یعنی حدود ۲ میلیارد سال قبل، غلظت اورانیوم ۲۳۵ حدود ۳ درصد بوده که همان میزانیست که برای شروع واکنشهای شکافت هستهای مناسب است. پس آیا اگر ما ۲ میلیارد سال به عقب باز گردیم، چنین چیزی را مییابیم؟ بله تحت شرایط بسیار خاصی این احتمال وجود داشته است.
در سال ۱۹۷۲، وقتی فرانسویها در غرب آفریقای مرکزی در کشور جمهوری گابن مشغول استخراج اورانیوم از یک معدن (تصویر بالا) بودند، مشاهده کردند که در این معدن، غلظت اورانیوم ۲۳۵ حدود ۰/۷۱۷۱ درصد است. در حالیکه در تمام معادن دیگر اورانیوم در نقاط دیگر جهان، غلظت اورانیوم ۲۳۵ به صورت طبیعی حدود ۰/۷۲۰۲ درصد است. این موضوع برای محققان فرانسوی خیلی شک برانگیز شد. چرا باید غلظت اورانیوم ۲۳۵ در این معدن خاص، از سایر معادن دنیا کمتر باشد.
آیا اتفاق خاصی در اینجا افتاده است؟ آنها میدانستند که باید توضیحی وجود داشته باشد. آنها وقتی که غلظت عناصر دیگر در این معدن را بررسی کردند، فهمیدند که بله در گذشته واکنشهای شکافت هستهای در اینجا رخ داده و به همین علت، غلظت اورانیوم ۲۳۵ در اینجا کمتر از حد معمول است، چون این ایزوتوپ در آن واکنشها مصرف شده است.
– ابا اباد