ماجرای خرید سهام اورانیوم از آفریقای جنوبی

چندی پیش مصاحبه‌ای از زندگی‌نامه رضا نیازمند در «شرق» منتشر شد که مورد استقبال برخی از کارشناسان اقتصادی کشور و تحلیلگران اقتصاد سیاسی قرار گرفت. نیازمند در آن مصاحبه به عنوان معاون وزیر اقتصاد در دهه ٤٠، شرح نسبتا مبسوطی از روند شکل‌گیری صنایع مدرن در آن دهه داده بود. او به عنوان مؤسس سازمان‌هایی نظیر ایدرو، مدیریت صنعتی، شرکت مس و… خاطرات بکری از سیاست‌گذاری‌ها و تصمیم‌سازی‌های صنعتی و معدنی کشور دارد که در گفت‌وگو با «شرق» به بیان آنها پرداخته است. آخرین سمت او در نظام گذشته مدیرعاملی شرکت «یوریران» بوده که باید اورانیوم مورد نیاز برای نیروگاه اتمی بوشهر را تأمین می‌کرده است.

نیازمند در گفت‌وگو با «شرق» به روند شکل‌گیری این شرکت و چگونگی خرید سهام بزرگ‌ترین شرکت اورانیوم دنیا می‌پردازد و شرح می‌دهد که نیاز نیروگاه اتمی بوشهر به اورانیوم به چه شکلی تأمین شد.

 

‌زندگی‌نامه شما را که مطالعه می‌کنیم بخش‌های ناگفته‌ای از صنعتی‌شدن دو بهره‌برداری از ذخایر زیرزمینی ایران است. شما در سال ٥٤ بعد از ٣٤ سال کار در سیستم دولتی رژیم گذشته، وقتی شرکت مس سرچشمه را راه‌اندازی کردید، به‌یکباره استعفا دادید و خانه‌نشین شدید. در این دوره شاه تصمیم به هسته‌ای‌شدن ایران می‌گیرد و سازمان انرژی اتمی ایران را راه‌اندازی می‌کند و شما هم مأمور خرید اورانیوم برای ایران می‌شوید. چه شد که شاه این پست را به شما داد؟

وقتي من از شرکت مس استعفا دادم بي‌كار شدم و به خانه برگشتم و متوجه شدم هیچ سرمایه‌ای برای ادامه زندگی ندارم و حتی ٣٥٠هزار تومان هم قرض دارم و خرج همان ماه خانه را هم ندارم.
دنبال كار می‌گشتم تا در یکی از صنایعی که در زمان خود من در معاونت وزارت اقتصاد تأسیس شده و اکنون صاحبانش همه میلیونر شده‌‌اند، کاری پیدا کنم. کارکردن با بخش خصوصی برای من خیلی ناگوار بود. همه افرادی را كه مي‌شناختم از دولتي و خصوصي از مدنظر گذراندم. فقط دکتر رضا امين و دکتر اكبر اعتماد به دلم مي‌نشست. این افراد کاملا پاک و کاردان بودند و در کاری که به آنها محول شده بود اختیارات تام داشتند. تصمیم گرفتم شانس خود را با آنان امتحان کنم.
یک روز پنجشنبه بود به دفتر کار دکتر اكبر اعتماد رفتم و داستان را برایش گفتم که خودم را بازنشسته کرده‌ام و دنبال کار می‌گردم. او گفت ما تا حالا سه ميليارد دلار براي نيروگاه بوشهر خرج کرده‌ایم ولي يك كيلو اورانيوم برای سوخت آن نداریم. پيشنهاد كرد من شركتي براي تأمین سوخت نیروگاه چه از طريق خريد اورانیوم و چه از طریق اكتشاف در ایران و خارج ایران تشكيل دهم و طبق قراردادی مأموریت تأمین سوخت نیروگاه‌های اتمی را بر‌عهده بگیرم. گفتم فرصتي بده مطالعه كنم.

از آنجا سراغ دکتر رضا امین که مدیرعامل فولاد بندرعباس (که بعدها به اصفهان منتقل شد)، رفتم. من از روز تأسیس شركت فولاد تا آن‌روز عضو شورای عالی شرکت فولاد بندرعباس هم بودم. دکتر امین مردي بود نمره‌يك. گفتم استعفا داده‌ام و دنبال كار خصوصي هستم. استقبال كرد و گفت مي‏خواهد يك واحد ذوب‌آهن گازی در بندرعباس درست كند و اگر من حاضر باشم اين كار را به من محول خواهد كرد. قرار شد مطالعه كنم.
روز بعد جمعه بود. من مشغول مطالعه و مقايسه پيشنهاد دکتر رضا امين و دكتر اكبر اعتماد بودم. روي‌هم‌رفته كار رضا را با سابقه و اطلاعات و تجربه خودم مناسب‏تر دانستم و تصميم گرفتم در درجه‌اول پيشنهاد او را قبول كنم.

 روز بعد كه شنبه بود اكبر اعتماد صبح زود به منزل من تلفن كرد که فوري بيا با شما كار دارم. وقتي به اداره او رسيدم، گفت من الان از سنت موريس مي‌آيم ديروز رفتم سوئیس. چون تو با فشار و عصبانیت کارت را رها کرده بودی و ممکن بود شاه ناراحت شده باشد تصمیم گرفتم بروم و موضوع را با او در میان بگذارم و نظر او را بخواهم. در سنت‌موریس من مذاكره خودم با تو را به شاه گفتم. شاه تعجب كرد و گفت تو مطمئن هستي رضا حاضر است با تو كار كند؟ گفتم بله ديروز با هم صحبت كرديم. شاه خيلي استقبال كرد و گفت فوري از او استفاده كن كه او یگانه کسی است که می‌تواند مشکل سوخت رآکتور‌ها را حل کند.

‌البته در اساسنامه سازمان انرژی اتمی به این نکته اشاره شده که شاه ریاست عالیه سازمان انرژی اتمی را برعهده دارد. شاید به‌همین‌دلیل باشد که دکتر اعتماد اجازه شما را از شاه گرفت.

دقیقا همین‌طور است. دليل اينكه دکتر اعتماد رفت و از شاه اجازه گرفت اين بود كه رياست عاليه سازمان انرژي اتمي طبق فرمانی که شاه برای خودش صادر کرده بود، با خود شاه بود. به‌همین‌دلیل دکتر اعتماد گفت حالا ديگر معطل نشو. برو يك شركت درست كن و قرارداد را هم با سازمان انرژي اتمي بنويس و بیاور تا امضا كنم. من اساسنامه و شركت‌نامه را نوشتم و فوري از دکتر مصطفی امامی، مشاور حقوقی من در مس سرچشمه، خواهش کردم آن را به ثبت برساند و قرارداد من را هم با سازمان انرژي تهيه کند. چند روز بعد دکتر امامی اساسنامه شرک من را به ثبت رساند و در روزنامه رسمی کشور اعلان شد و اعلان را به من داد. دکتر امامی نام شرکت من را با مشورت با من «یوریران» گذاشته بود که به لهجه انگلیسی یعنی: «یورانیوم ایران» خود من هم متن قرارداد با سازمان انرژی اتمی ایران را نوشتم. فردای آن روز قرارداد را به اعتماد دادم و او هم آن را خواند و امضا كرد و من صاحب يك شركت و يك قرارداد شدم. حالا بايد يك آپارتمان اجاره كنم و ميز و صندلي و ماشين تحرير بخرم و اقلا يك منشي داشته باشم. حسن ابريشمي، رئیس امور مالی من در سازمان گسترش و نوسازی صنایع ایران و همچنین در شرکت مس سرچشمه، را صدا كردم که برای من یک تقاضای تنخواه‌گردان علی‌الحساب بنویسد. او هزينه سه ماه من را تخمين زد و من از سازمان انرژی تقاضاي علي‏الحساب کردم که دکتر اعتماد فوری دستور پرداخت داد.

‌و به‌این‌ترتیب شما مقدمات کار را برای خرید اورانیوم مورد نیاز کشور فراهم کردید!

بعد از امضای قرارداد و پرداخت مبلغی علی‌الحساب برای شروع کار شرکت، دکتر اعتماد منشی خودش را صدا كرد و ٥٠ پرونده آوردند به من دادند. گفت اينها همه توليدكنندگان اورانيوم در دنيا هستند ما با آنها مكاتبه كرده‏ايم همه گفته‌‌اند حتي يك كيلو اورانيوم ندارند كه بفروشند.
تو قبل از هركار بايد بروي و مقداری اورانيوم مورد احتياج نیروگاه بوشهر را که در حال ساخت است بخري و دراین‌باره هم اختيار تام داري.

اين ديگر خبر خوبي نبود. من بيچاره در آن موقع اصلا نمي‌دانستم اورانيوم چيست و چه شكلي دارد. علاوه بر آن، سازمان انرژي اتمي با امضای «رئیس سازمان انرژی اتمی و معاون نخست‌وزیر» هم با همه توليدكنندگان اورانیوم در دنیا تماس گرفته و مکاتبه کرده بود و همه گفته بودند ما اورانیوم برای فروش نداريم و همه محصولات خود را پیش‌فروش کرده‌ایم. حالا من كجا بروم؟! با خودم گفتم چه غلطي كرده‌ام.

 ‌البته با توجه به اینکه رشته تحصیلی‌تان مهندسی معدن بود، نباید دراین‌باره مشکلی پیدا می‌کردید و آنچنان هم بیگانه نبودید!

من نزديك ٤٠ سال قبل دروسي درباره معدن خوانده بودم ولي آن‌موقع اورانيوم مطرح نبود. من بعد از مدرسه هم نه اورانیوم ديده بودم و نه درباره آن چیزی خوانده بودم حالا مي‌گويند دولت ايران نتوانسته اورانيوم بخرد تو برو بخر یاللعجب!.

منزل رفتم و همه ٥٠ پرونده‌اي را‏ كه دکتر اعتماد به من داده بود خواندم. همه شامل دو نامه بود؛ يك نامه تقاضاي خريد از طرف دولت ايران و يك نامه جواب كه ما اورانیوم نداريم و حتی تولید آتي خود را هم تا هشت سال فروخته‌ایم. به خود گفتم در بد چاله‌ای افتاده‌ای.

يگانه چيزي كه از این پرونده‌ها فهميدم اين بود كه بزرگ‌ترين معدن اورانيوم دنيا در آفریقاي‌جنوبي است. من چندین‌بار به آفریقای‌جنوبی سفر کرده بودم و افراد مهم بسیاری را در آنجا می‌شناختم به خودم گفتم بروم آفریقا بلكه خدا دري بگشايد.

در بین افرادی که می‌شناختم يكي رئيس IDC بود که در زمان مدیریت عامل سازمان گسترش و نوسازی صنایع ایران با او همکاری می‌کردم. ما هر دو در حال ساخت کارخانه ذوب آلومینیوم بودیم؛ او با همکاری یک شرکت سوئیسی و من با همکاری شرکت آمریکایی رنولدز.
علاوه بر آن، وقتی من مدیرعامل مس سرچشمه شدم و پرداخت هزینه‌های شرکت «سلکشن‌تراست» به عهده من قرار گرفت، چک این هزینه‌ها را خودم به لندن بردم و به مدیرعامل سلکشن‌تراست دادم. او چنان تعجب کرد و خوشحال شد که هیأت‌مدیره شرکتش را همان روز در دفتر خود به ناهار دعوت کرد و من با این هیأت‌مدیره آشنا شدم. دو نفرشان یکی مدیرعامل شرکت ریوتینتو و دیگری مدیرعامل شرکت آنگلوآمریکان به نام Miller يا Muller بود كه رئيس هيأت‌مديره شركت Anglo American بزرگ‌ترين شركت معدني آفریقاي جنوبي بود. دفتر کار هر دو در ژوهانسبورگ بود و هر دو از من دعوت کردند بروم آفریقا و میهمان آنها باشم.
سوم اينكه دکتر اعتماد با رئيس سازمان انرژي اتمي آفریقاي‌جنوبي«Dr. Rue» در چندين كنفرانس ملاقات كرده بود و آن دو روابط خوبي با هم داشتند او هم كاغذي به او نوشت و از او خواست به من كمك كند.

علاوه بر این افراد، من در سفر دوم خود به آفریقای‌جنوبی با سرهنگ Scott، صاحب‌خانه‏اي كه رضاشاه در مدت تبعيد اجاره كرده بود، ملاقات كردم و مقدمات خريد آن خانه را ازسوی دولت ایران فراهم كردم، او معاون وزارت معادن آفریقای‌جنوبی که در دوران معاونت من در وزارت اقتصاد وقتی به آفریقای‌جنوبی رفتم، او را به ایران دعوت کردم و آمد و قانون معادن جدیدی برای ما نوشت که متأسفانه با ضدیت مهندسان معدن مواجه شد و قانون پیشنهادی او اجرا نشد. اينها همه موجب دلگرمي من شد. بليت خريدم و رفتم آفریقای‌جنوبی. در آنجا اول به ملاقات رئيس سازمان انرژي آفریقا كه دکتر اعتماد نامه نوشته و خواهش كرده بود به من كمك كند، رفتم. او مردي فرانسوي‌نژاد به نام Roux بود که در رشته خودش شهرت جهاني داشت. او گفت در آفریقا ما اورانيوم براي فروش نداريم ولي تو كوشش‌ات را بكن. بعد منشي خودش را به من داد و گفت اين خانم منشي تو باشد، او همه را مي‌شناسد و می‌تواند ترتیب ملاقات‌های تو را بدهد. يك اتومبيل هم با راننده در اختیار من گذاشت.

اين خانم به‌زودي از همه شركت‌های بزرگ تولید اورانیوم براي من وقت ملاقات گرفت. یکی‌یکی را رفتم و مذاكره كردم ولي همه گفتند ما اورانيوم نداريم.در ملاقات با مدیرعامل آخرین شرکت تولید اورانیوم یعنی شرکت «راسینگ» که مرد بسيار خوبي بود و خيلي به من احترام می‌گذاشت وقتی گفت اورانيوم ندارم، چنان مأيوس و افسرده شدم که صورتم مثل گچ سفید شد به‌طوری‌که مدیرعامل ترسید و اظهار تأسف كرد و دستور داد چای و آب بیاورند. بعد پرسيد: شما چه زمانی به ایران برمی‌گردید؟ گفتم فردا. گفت شما با این حال بهتر است چند روز اینجا بمانید بعد وقتی پزشک اجازه داد، بروید.
بعد پرسید آيا تا‌به‌حال معدن اورانيوم ديده‏ايد؟ گفتم نه. گفت اگر ميل داريد من فردا با هواپيما به معدن مي‌روم، بيا با هم برويم. من تنها هستم. البته او مي‌خواست من را از كسالت درآورد چون كسالت از سروروي من مي‌باريد. قبول كردم.

فردا با هواپيماي خصوصي شركت به معدن رفتيم. معدن راسينگ، بزرگ‌ترين معدن اورانيوم دنيا بود، معدن را نشان داد و روش استخراج و تغليظ را شرح داد ولي مرتب مي‏گفت همه محصول را تا هشت سال ديگر فروخته‌‏ايم.

بازديد تمام شده بود كه من آخرين نظر را به كل تشكيلات انداختم ديدم اين معدن از چهار خط توليد تشكيل شده هر خط تولید از معدن شروع مي‌شود و سنگ کوه را که اورانیوم دارد، خرد می‌کنند و آنها‌ها را با باندهاي نقاله به مراحل بعدي مي‏برند و در آخرین مرحله پودر زردي به نام Yellow cake تولید مي‏شود كه محصول آخر است که بعد بايد به انگليس يا فرانسه فرستاده شود و به سوخت لازم برای رآكتورهاي اتمي تبديل شود.

يك‌مرتبه گویی الهامي به من شد (به قول حافظ: سروش عالم غیبم بشارتی خوش داد) كه پيشنهاد كن يك خط توليد به این چهار خط اضافه كنند و محصولش را به تو بفروشند.
گفتم آقاي مديرعامل شنیده‌ام شركت شما خيلي سودآور است. گفت بله. گفتم مي‌داني من مهندس معدن و ذوب فلزات هستم و مدیریت صنعتی خوانده‌ام. مي‌خواهي به سودت ٢٥ درصد اضافه كنم و شهرتت در همه دنيا بپيچد. گفت بله. چه كنم؟ گفتم تو چهار خط توليد داري بيا یک خط تولید دیگر به اینها اضافه کن تا پنج خط تولید بشود و تولید خط پنجم را به من بفروش.
گفت بودجه خيلي زیاد مي‏خواهد هیأت من حاضر به سرمایه‌گذاری نیست. آدم‌ها حاضر نیستند از سود سهامشان در معدن خرج کنند.
گفتم همه هزینه آن را من مي‌دهم و محصولش را هم پيش‌خريد مي‌كنم. افتخار بالارفتن سود سالانه شرکت هم با شما.

فكري كرد و گفت راست مي‏گويي؟ گفتم بله. گفت خرجش خیلی بالا خواهد بود؛ حدود ٤٠ ميليون دلار.

گفتم مي‌دهم. شما برنامه ساخت خط تولید را به من بدهید من ٤٠ ميليون دلار اعتبار اسنادي فعلا در هر بانكي بخواهيد باز مي‌كنم تا شما بتوانيد بدون مراجعه به من سروقت پول مورد احتياجتان را برداريد. فقط اسناد هزینه شما باید به وسیله یک حسابرس قسم‌خورده تأیید و گواهی شود و آن را به بانک ارائه دهید به‌طوری‌که تا آخر با نامه، شما با من کاری نداشته باشید و خط پنجم را به‌موقع راه بيندازيد. گفت: اگر پول مرتب باشد دو سال ديگر خط شماره پنج راه مي‌افتد.

بعد پرسیدم آیا شما یک حسابرس قسم‌خورده دارید که به من معرفی کنید. گفت بله دارم. گفتم کیست. گفت مؤسسه Price Water House در انگلستان. تعجب کردم. هنگام خرید ماشین‌آلات شرکت مس سرچشمه هم من قرار گذاشته بودم یک مؤسسه بین‌المللی حسابرسی معرفی کنند که قیمت ماشین‌آلات را گواهی کند، آنها هم مؤسسه Price Water House را پیشنهاد کردند. مدیر مالی من در سازمان گسترش و مس سرچشمه (آقای ابریشمی) هم پس از اتمام تحصیل حسابداری در انگلستان در مؤسسه Price Water House سه سال کارآموزی کرده و مدیران آن را می‌شناخت. مدیرعامل شرکت راسینک وقتی شنید من این مؤسسه را می‌شناسم و قبول دارم، چنان خوشحال شده بود كه گفت فردا بيا موافقت‌نامه را بنويسيم من بايد به هيأت‌مديره ببرم.

‌این موضوع را با تهران چگونه در میان گذاشتید؟ آیا با اختیار تام مشغول نوشتن قرارداد شدید یا شاه هم باید نظر می‌داد؟

بعد از اینکه مدیرعامل شرکت راسینک قبول کرد قرارداد بنویسیم، فردا صبح در دفتر ايشان بودم. طرح مختصري از اصول توافق نوشته بودم. دادم منشي ماشين كرد. مشاوران حقوقي و من و مديرعامل طرح را اصلاح و تكميل كرديم. وقتي از ميزان توليد اين خط مطلع شدم، ديدم احتياجات ١٧ سال رآکتور بوشهر که در دست ساخت بود، تأمین است. من از خوشحالي در پوست نمي‌گنجيدم. آن مديرعامل هم بسیار راضی و خوشحال بود.

من موقعيت را مناسب ديدم و گفتم قيمت فروش شما كه از قيمت تمام‌شده خيلي بيشتر است. حالا كه من همه هزينه را پيش‌پرداخت می‌کنم حق من این است كه تخفيف در قيمت به من بدهيد. چانه و چانه بالاخره دو دلار در هر پوند (یعنی هر نيم كيلوگرم) تخفيف گرفتم.
اين مذاكرات تمام شد و نتیجه روی یک صفحه به صورت موافقت‌نامه مقدماتی ماشین شد و ما هر دو امضا کردیم.

من از مدیرعامل شرکت راسینک تقاضا کردم این موافقت‌نامه را به تهران فکس کند. خودم هم در زیر موافقت‌نامه شرح کوتاهی به دکتر اکبر اعتماد نوشتم که من این موافقت‌نامه را امضا کرده‌ام. خواهش می‌کنم در هیأت دولت مطرح فرمایید و در صورت تصویب به عرض شاه برسانید و نتیجه را به من فکس کنید.

بعد این موافقت‌نامه را مدیرعامل راسینک به منشی داد و گفت به نخست‌وزیری ایران فکس کند.
من به هتل رفتم و شام خوردم و خوابی آرام کردم. صبح زود مشغول خوردن صبحانه بودم که مدیرعامل راسینک تلفن کرد که جواب فاکس شب گذشته آمده است. فوری به شرکت رفتم.
 دکتر اعتماد در تهران فوری موافقت دولت را گرفته و مراتب را به شاه هم گزارش داده و موافقت او را هم گرفته و به من اطلاع داده بود موافقت‌نامه را مبادله کنم.

مدیرعامل شرکت راسینک تعجب کرده بود که این قرارداد به این‌سرعت در تهران به تصویب دولت و شاه رسیده است. البته در تهران دولت بیش از سه ميليارد دلار برای ساخت رآکتور بوشهر خرج كرده بود و يك كيلو سوخت برای بهره‌برداری از آن نداشت. شاه بسيار نگران آبروي خود بود چون مخالفان اين برنامه بلندپروازانه زياد بودند و اگر به‌زودی راه نمی‌افتاد، هو و جنجال راه می‌انداختند.

‌زمانی که شما در آفریقای‌جنوبی به سر می‌بردید، توانستید ایران را به‌عنوان یکی از سهام‌داران شرکت راسینک کنید. این کار چگونه انجام شد؟

وقتی جواب فکس از تهران رسید من آن روز به مدیرعامل شرکت راسینک گفتم چون همه موافقت‌هاي من با شما به تصويب دولت ايران رسيد، آنها مي‏گويند ما [یعنی ایران] همه پول خط پنجم تولید را مي‌دهيم و تمام محصول آن را هم پيش‌خريد مي‏كنيم پس طبیعتا باید ٢٠درصد از سهام شركت به نام ايران شود و يك عضو هيأت‌مديره هم داشته باشيم.

مديرعامل گفت این دیگر کار خيلي سختي است ولي رفت و تصويب هیأت‌مديره را گرفت. گفت برای دادن سهام به دولت ایران طبق قانون آفریقای‌جنوبی، تصويب‏نامه هیأت دولت هم لازم است و من باید تصویب‌نامه را برای تصویب دولت بفرستم و این کار معمولا سه ماه طول خواهد کشید.
من دیدم نه می‌توانم به ایران برگردم و در انتظار تصویب‌نامه دولت آفریقا باشم و نه می‌توانم سه ماه بی‌کار در آفریقا بمانم. دل به دریا زدم و در جواب گفتم متن تصویب‌نامه را تهیه کنید من خودم برای تصویب آن اقدام خواهم کرد. با تعجب گفت تو چگونه می‌توانی تصویب‌نامه هیأت دولت ما را بگیری؟ گفتم کوشش خواهم کرد اگر نشد شما اقدام کنید.

مدیرعامل شرکت راسینک با بی‌میلی زیاد متن تصویب‌نامه و تقاضای تصویب آن را به من داد و من بلافاصله به ‌طرف وزارت خارجه آفریقا رفتم.
مأمور حفاظت وزارت خارجه من را راه نداد و گفت شما وقت ملاقات ندارید. گفتم موضوع فوری است. من از ایران آمده‌ام و باید موضوع مهمی را به اطلاع وزیر برسانم. او به رئیس‌دفتر وزیر تلفن کرد. رئیس‌دفتر از من پرسید کار شما چیست که باید به اطلاع وزیر برسانید؟ گفتم پیامی از طرف شاه ایران برای وزیر دارم. چند دقیقه بعد در دفتر وزیر بودم.

وزیر پس از تعارفات پرسید پیام شما چیست؟ من تصویب‌نامه را به او دادم و گفتم اعلی‌حضرت فرمودند به وزیر خارجه آفریقای‌جنوبی بگو این تصویب‌نامه به موضوع نفت مربوط است لطفا هرچه زودتر به تصویب برسانید.

من وقتی در وزارت اقتصاد معاون وزیر بودم، شنیدم آفریقای‌جنوبی در تحریم سازمان ملل است ولی شاه ایران به طرق مخصوصی به آفریقا نفت می‌رساند. علاوه بر آن، به دستور شاه در آفریقا یک تصفیه‌خانه نفت تأسیس شده و ایران ٥٠ درصد نفت خام آن را می‌دهد و یادم بود یک‌بار مدارکی به‌دست سازمان ملل متحد افتاد که ایران برخلاف تحریم، به آفریقا نفت فروخته و شاه و وزارت خارجه به زحمت زیاد داستان را ماست‌مالی کرده بودند. حال اینکه من گفتم: «این تصویب‌نامه به نفت ارتباط دارد یعنی اگر تصویب‌نامه زود تصویب نشود در ارسال نفت اخلال ایجاد خواهد شد».
وزير خارجه قول داد تصويب دولت را هر چه زودتر بگيرد.

فردای آن روز از دفتر وزیر خارجه تلفن کردند تصویب‌نامه شما امضا شده و آماده است. بلافاصله رفتم و تصویب‌نامه را گرفتم. فقط هیأت دولت آفریقای‌جنوبی به جاي ٢٠ درصد سهام که من خواسته بودم با ١٥ درصد سهام موافقت كرده و با بقیه مطالب بدون تغییر موافقت شده بود.
وقتی که به شرکت راسینک رفتم و تصویب‌نامه را به مدیرعامل شرکت دادم واقعا تعجب کرد که چطور ٢٤ساعته تصویب‌نامه دولت تصویب شده است.

‌وقتی با دست پر به ایران برگشتید چگونه از شما استقبال و چگونه رفتاری با شما شد؟

من با موفقیت کامل به ایران برگشتم و متعاقب آن هیأت آفریقای‌جنوبی آمدند و با دفتر حقوقی سیروس غنی قرارداد نهایی را تهیه و با مقامات سازمان انرژی اتمی امضا کردند.
به‌این‌ترتیب فقط در یک هفته و با فقط یک مسافرت سوخت مورد نیاز رآکتور هسته‌ای بوشهر برای ١٧ سال تأمین شد. این خبر شاه را از نگرانی نجات داد.
ولی در ماه‏هاي آخر شاه قبل از رفتن از ايران به‌كلي حواس خود را از دست داده بود و چند مرتبه كه دکتر اعتماد حضور شاه رفته بود، در مراجعت به من گفت: «با كمال تعجب، شاه خريد اورانيوم را فراموش كرده مرتب مي‏پرسد بالاخره خريد اورانيوم چطور شد و هر مرتبه من مي‌گويم همه احتياجات را خريده‏ايم باز مرتبه بعد همين سؤال را مي‌كند».

از هوشنگ انصاري هم شنیدم مي‏گفت وزير بازرگاني ژاپن در آخرین روزهای رژیم شاه به ايران آمده بود شاه گفت، قبل از رفتن بيايد با من چاي بخورد. روز عزيمت من و آن وزير به كاخ نیاوران رفتيم ميز و صندلي در باغ گذاشته بودند. نشستيم شاه آمد و چاي آوردند.
شاه به بالاي درختان چنار خيره شده بود و حرف نمي‏زد. من گفتم اعلي‌حضرت مطلبي به اين وزير بفرماييد. شاه گفت بله و احوالپرسي كرد و باز به درختان چنار خيره شد خيلي حواسش پرت بود بالاخره اجازه مرخصي گرفتم شاه با بي‏اعتنايي خداحافظي كرد و من از آن وزير شرمنده شدم.

‌با توجه به این کار مهمی که کردید، چه میزان حق‌الزحمه گرفتید؟

قرارداد من با سازمان انرژي اتمي ٤,٥ درصد به صورت (Cost plus) بود. یعنی هر چیزی که من برای سازمان می‌خریدم به ازای هر صد دلار خرید، ٢.٥دلار حق‌الزحمه من می‌شد.
پس از بازگشت از مأموریت آفریقا در تاریخ ١٨/٦/١٣٥٤ من نامه‌ای به دکتر اکبر اعتماد به شرح زیر نوشتم: «در مسافرت به آفریقای‌جنوبی من مقدار ٠٤٢/١٣ تن اورانیوم از شرکت راسینک و شرکت نافکور خریداری کرده و تعهد خرید هفت‌هزارو ٥٠٠تن دیگر هم اخذ شده است. این میزان اورانیوم تمام احتیاجات برنامه فعلی سازمان انرژی اتمی ایران را تا سال ١٩٩٠ میلادی تأمین می‌کند.

قیمت کل اورانیوم خریداری‌شده با فرض ١٦ دلار در هر پوند (پوند وزنی) ٤٢٣ میلیون دلار می‌شود. طبق قرارداد منعقده شرکت یوریران با سازمان انرژی اتمی حق‌الزحمه شرکت یوریران براساس ٢,٥ درصد بالغ بر ٧١٥ میلیون ریال (حدودا ٩ میلیون دلار آن روز) خواهد شد. لیکن چون این اولین مأموریت شرکت یوریران بوده و شرکت در انجام این مأموریت نظری جز سپاسگزاری از عنایات و مراحم دولت نداشت. از دریافت این حق‌الزحمه صرفنظر می‌کند امید است مورد قبول و توجه آن‌جناب قرار گیرد».
بعد نوشتم که من حدود ٢٠ روز در آفریقا بودم و فقط پنج‌ هزار دلار هزینه كرده‌ام، دستور فرمایید این پنج‌ هزار دلار پرداخت شود.

پس از انقلاب شنيدم در ماه‌های اول انقلاب پرونده من در شوراي انقلاب مطرح شده و مطالعه آن اتفاقا به آيت‏الله بهشتي محول شده بوده و ایشان وقتی كه نامه من را درباره گذشت از ٩ ميليون دلار حق‌الزحمه در پرونده ديده بودند، روي پرونده نوشته بودند که: «اين شخص قابل‌تعقيب نيست».

اين نوشته ايشان در پرونده من بود تا ١١ سال بعد از انقلاب که به ایران برگشتم و طبق یکی از مواد قانون اساسی که نوشته است که «تمام سفرا و وزرا و معاونین وزارتخانه‌ها و مدیران عامل شرکت‌های دولتی باید به دادگاه انقلاب مراجعه و پرونده و تمام دارایی آنها رسیدگی شود»، من هم به دادگاه انقلاب مراجعه کردم. پرونده من نزد قاضی حداد فرستاده شد. ایشان پس از هفت ماه رسیدگی تبرئه کامل من را صادر فرمودند. روزی که برای تشکر نزد ایشان رفتم، گفتند در پرونده تو نامه از استاد من موجود است که هرکه آن را می‌خواند، تو را تبرئه می‌کرد. آیت‌الله بهشتی این‌گونه جان من را نجات دادند. (خداوند ایشان را مورد عنایت و رحمت قرار دهد).




پخش و انتشار ماده اصلی کارخانه غنی‌سازی اورانیوم (UF6) در اثر حوادث آتش سوزی

در این قسمت به بررسی حالت‌هایی می‌پردازیم که سیلندرهای محتوی UF6 در اثر حوادث آتش سوزی منهدم شده و در نتیجه UF6 از این مخازن به محیط اطراف انتشار خواهد یافت. فرض این مطالعه، وجود مخازن محتوی UF6 تهی شده، یعنی آن قسمت خروجی سانتریفوژ که از ایزوتوپ U235 فقیر شده است بوده و اساس کار مدل پخش غیر شناوری (مدل پخش لاگرانژ مونت کارلو) مي‌باشد . . .

باید در نظر گرفت که حالت‌های شناوری قبلاً مورد بررسی قرار گرفته است و در این قسمت حالت غیر شناور بودن را مدّ نظر قرار داده‌ایم.
حوادث و شرایطی که منجر به پخش UF6 و به دنبال آن محصولات واکنش هیدرولیز خواهند شد به سه دسته کلی تقسیم بندی شده‌اند:

دسته اول) كه در طیّ آن یک سیلندر در داخل آتش قرار می‌گیرد و در این وضعیت در اثر حرارت بالای آتش و تبخیر UF6 موجود در سیلندر، در نهایت فشار داخل مخزن بالا رفته، باعث تخریب (انهدام)و انتشار UF6 خواهد شد.
 دسته دوم) که در طیّ این مرحله، سیلندر شکسته شده و ماده UF6 در داخل آتش قرار می‌گیرد.
دسته سوم) شامل حوادثی است که پس از خاموشی آتش و آغاز مرحله سرد شدن اتفاق خواهد افتاد.

هر کدام از این موقعيت‌های ایجاد شده، اقدامات خاص خود را جهت کاهش آلودگی و نیز فرمول‌های خاصی را برای بررسی غلظت آلاینده، شامل می¬شود. غلظت بدست آمده در این كتاب، در فواصل دلخواه بالاي سطح زمين خواهد بود. در این مطالعات غلظت UF6 و هم¬چنین محصولات واکنش هیدرولیز از قبیل HF و UO2F2 در دو نوع از شرایط آب و هوایی مختلف به شرح ذيل بدست مي‌آيند:

1) وضعیت پایداری D با سرعت باد در حدود 4 متر بر ثانیه.
 2) وضعیت پایداری F با سرعت باد در حدود 1 متر بر ثانیه. غلظت تعیین شده در این مبحث نيز به صورت حداکثر غلظتی خواهد بود که یک فرد مي‌تواند در موقعیت خود و در آن شرایط دریافت نماید. این مسأله برای سلامتی و بهداشت فرد مهم است.

 5-4-1- توصیف انتشار UF6 تهی شده در حادثه آتش سوزی هنگامی که سیلندرهای محتوی UF6 از محلی به محل دیگر، در داخل و یا خارج از کارخانه انتقال پیدا ‌نمایند، در یکی از احتمالات آتش سوزی، ممکن است مخزن در آتش غوطه‌ور شود. شاید این حادثه در وسیله نقلیه‌ای اتفاق افتاده باشد که با سوخت گازوئیل کار می‌کند و آتش مربوطه نیز توسط این سوخت تامین می‌گردد.
چنین حادثه‌ای مي‌تواند در اثر تصادف و یا هر دلیل دیگری اتفاق افتاده باشد. در این وضعیت حرارت شعله‌های آتش باعث بالا رفتن دمای مخزن شده و به خاطر تصعید، مقداری از UF6 وارد فضای اطراف مي‌شود. این تصعید، با بالابردن فشار داخل مخزن ممکن است باعث شکسته شدن دیواره و در نتیجه خروج UF6 گرم به محیط اطراف شده و بلافاصله واکنش هیدرولیز با بخار آب موجود صورت پذیرد. ادامه آتش سوزی باعث خواهد شد تا مقداری از UF6 به بالای آتش هدایت يافته و در آن‌جا بلافاصله واکنش هیدرولیز صورت پذیرد.
در نهایت پس از خاموش شدن آتش و یا خفگی آن، انتشار UF6 در حدود 30 دقیقه ادامه پیدا می‌نماید. پس از سرد شدن و با افزایش جرم حجمی توده، شناوری کاهش یافته و انتشار نیز متوقف خواهد گردید [5]. در این فصل فرض می‌شود که UF6 بلافاصله پس از خروج از مخزن، با بخار آب واکنش داده و محصولات هیدرولیز یعنی HF و UO2F2 را با قطر 1 میکرومتر تولید نماید. بنابراین در این قسمت، فقط به ارزیابی غلظت‌های این دو ماده پرداخته مي‌شود. UO2F2 به علت وزن مولکولی بالا مي‌تواند با سرعت بسیار پایین، بر روی زمین ته نشین شود اما HF به صورت گازی شکل بوده و قابل ته نشین شدن نیست اما مي‌تواند توسط پوشش گیاهی جذب گردد (نقش پوشش گیاهی در این كتاب مورد بررسی قرار نگرفته است).
در هر حال خواص و شرایط فیزیکی و شیمیایی هر دو مهم بوده و باید مدّ نظر قرار گیرد. در ادامه بررسی‌های انجام گرفته دو ضابطه کلی برای خطرات ناشی از انتشار مواد سمّی محصول UF6 تعیین شده است، اول حوادثی که دارای اثرات برگشت ناپذیر بالقوه مي‌باشند و دیگری حوادثی که دارای اثرات مضر بالقوه خواهند بود.
 حدّ آستانه خطرات مضر بالقوه برای UO2F2 ، 10 میلی گرم و برای HF یک ساعت تعیین شده است به اين مفهوم كه: تجمع 10 ميلي گرم از UO2F2 در بدن انجام گيرد ويا فردي در مدت 1 ساعت در معرض تماس با HF قرار داشته و آن‌را استنشاق نمايد.
هم¬چنین مي‌توان این حدّ آستانه را برای اثرات برگشت¬ناپذیر بالقوه 30 میلی گرم UO2F2 و برای HF نيز همان یک ساعت را نام برد.

 5-4-2- روش لاگرانژی مونت کارلو خط سیر لاگرانژی تعداد زیادی از ذرات در این مرحله مشابه سازی شده و بر اساس غلظت متوسط در موقعیت ذره بدست آمده است. برای محاسبه خط سیر ذره، بهترین معادله برای جریان ناآرام، معادله لانژوین خواهد بود. این معادله بهترین شرح فیزیکی رفتار ذرات را در حالت ناآرام به ‌ما می‌دهد. برای حرکت تک بعدی ذره، معادله لانژوین به صورت زیر مي‌باشد:

 (5-44)  . . .

در این معادله داریم: = نوسان سرعت ترکیب = مقیاس زمانی لاگرانژ = a white-noise random process برای ناآرامی همگن، انتگرال معادله پخش تصادفی توسط Markov-chain برای سرعت ذرات به صورت زیر ارائه شده است:

(5-45) . . .

که در آن: و نیز: در اینجا یک تابع تصادفی نیرو است که تابع گوسی برای جریان درهم همگن مي‌باشد.

5-4-3- اثرات شناوری چشمه دو دسته از معادلات برای در نظر گرفتن وضعیت شناوری توده در حوادث ناشی از آتش سوزی مورد استفاده واقع مي‌شوند یکی برای آتش‌ها و دیگری برای حرارت‌های لحظه‌ای. برای به دست آوردن فرمول‌های مناسب در تعیین غلظت محصولات هیدرولیز UF6، باید ابتدا شرایط مرزی حاکم بر مسأله مشخص شود. در روی زمین یک شرط مرزی برای همه حالت‌ها در نظر گرفته خواهد شد و نیز فرض مي‌شود که هرگاه توده در اثر نیروی شناوری از سطح زمین بلند شد، دیگر بر روی آن نشست پیدا نمی‌کند و در واقع به لایه مرزی پایین‌تر برنمی¬گردد.

5-4-4- پخش توده UF6 برای هر نوع وضعیت انتشار UF6 که در این متن به آن اشاره شده است سه دسته‌بندی مورد استفاده قرار می‌گیرد: – حالتی که بر اساس غیر شناور بودن توده استوار است.

 – حالت دود مانند آتش.
 – حالت شناوری حرارتی.

در این شرایط، انتگرال غلظت در سطح زمین بررسی می¬شود. چهارچوب تعیین نمودن پخش عمودی در سطح زمین، بدست آوردن منحنی در مدل‌هاي گوسی است. انتشار UF6 به سری‌های دوبعدی توده گوسی تجزیه مي‌شود (مانندx,y,z=o) که در یک زمان معین با فاصله زمانی حدود30 ثانیه مي‌باشد. هر توده در جهت باد و در جهات عمودی و افقی گسترش خواهد یافت و غلظت در یک نقطه و زمان خاص و برای همه دسته از توده‌ها به شکل زیر محاسبه می‌گردد [5]:

 (5-46) . . .

در معادله فوق داریم:
 N = تعداد توده‌ها و
 U = سرعت متوسط باد = جرم و جزء پخش برای توده در جهات مختلف و زمان انتشار برای هر توده i برای سادگی محاسبات فرض مي‌شود که پراکندگی در جهت‌های عرضی و طولی با یک‌دیگر مساوی باشند .

 افزایش مقدار ناشی از اثرات شناوری در این مرحله نادیده انگاشته شده است. برای شیوه‌های مورد بررسی قرار گرفته در این مطالعات، خطای ایجاد شده در حدّ قابل قبولی است. محاسبات مي‌تواند بر اساس مدت زمان یک ساعت، که قبلاً برای ضوابط به خطر افتادن سلامتی مدّ نظر قرار گرفت، انجام گیرد و یا این‌که آن‌را برای بدترین شرایط ممکن محاسبه نماییم. برای ایمنی کار و رعایت احتیاط لازم در این کتاب حالت دوم مورد ارزیابی قرار گرفته است.
معادله تعیین کننده میزان انحراف در زمان متوسط بر اساس یک تابع نمایی به قرار زیر است:

 (5-47) . . .

 b معرف میزان انحراف به صورت توان جمله است. برای مثال توان انحراف برای گازهای سمّی خورنده مثل گاز HF در حدود 3/0 و 67/0 مي‌باشد. نمای 1 نشان دهنده ارتباط خطی بین سمّیت و زمان خواهد بود. برای بررسی بیشتر و ادامه مباحثات در این متن از نمای 5/0 برای HF و نیز 1 برای UO2F2 استفاده شده است. زمان متوسط در نظر گرفته شده برای HF کمتر از 5 دقیقه و معیارهای سلامتی افراد برای 5 دقیقه محاسبه شده است.

 5-4-5- رفتار انتشار جریان‌های سرد یا آتش خفه شده با چهارچوب در نظر گرفته شده برای توده UF6 که در معرض آتش و یا تحت شرایط حرارتی قرار گرفته است، غلظت آلاینده‌ها بر اساس معادلات قبلی بدست آمده و در آن شرایط تعیین مي‌شود. به هرحال برای انتشار، بعد از آتش سوزی، مسأله متفاوت خواهد بود، زیرا شناوری به تدریج با افزایش خنک شدن مواد کاهش خواهد یافت و در مورد فواصل چند کیلومتری از محل انتشار، ته نشینی روی زمین در اثر کاهش شناوری اهمیت بیشتری می‌يابد [5]. دمای شناوری توده در مرحله خنک شدن، معادل دمای انتشار و عدد فرود نیز به‌صورت ثابت در نظر گرفته خواهد شد.
ضریب سرعت (K=Ur/wo)هنگامی که wo سرعت عمودی منبع انتشار و Ur سرعت باد مرجع در 10 متر است از طریق معادله زیر بدست می‌آید: (5-48) برای وضعیت‌های پایدار، در جهت عمود بر باد و با مقدار اختیاری مثل C(x,K)، غلظت بر روی سطح زمین از طریق فرمول زیر بدست می‌آید:

 (5-49) . . .

 در معادله اخیر داریم: Cb=the baseline MCLDM case Cf=the fire plume MCLDM case غلظت فرض شده با روش ساده تجربی=

 5-4-6- نقش دود آتش در انتشار UF6 تهی شده در جدول (5-3) پنج نوع از حوادث ارزیابی شده در این کتاب آورده شده است. این حوادث شامل سه نوع حادثه اولیه با دو زیر مجموعه است که انواع سیلندرهای موجود در انتشار UF6 را دربر می‌گیرد [5]. اولین شیوه وقتی است که مخزن حاوی UF6 در گردابی از شعله‌های آتش غوطه‌ور شده است. در این حادثه ممکن است وسیله نقلیه کنترل خود را از دست داده و سوخت گازوئیل موجود در باک وسیله نقلیه به بیرون ریخته شده و آتشی در حدود 30 دقیقه را ایجاد نماید. باید در نظر داشت که ظرفیت باک و نوع وسیله نقلیه در اندازه و مدت زمان آتش سوزی تفاوت ایجاد می‌نماید.
برای بررسی بیشتر فرض مي‌شود که سه مخزن حاوی UF6 تهی شده در وسیله نقلیه موجود باشد. چنان‌چه مخازن در اثر برخورد شکسته نشده باشند، سرانجام آتش سوزی باعث شکست مخازن خواهد گردید. به محض این‌که شکست صورت گرفت، UF6 از مخزن خارج شده و با هوای اطراف مخلوط مي‌شود و این عمل باعث خواهد شد تا به میزان کمی شناوری در توده¬ی حاصل، ایجاد گردد.
 با توجه به این‌که سه سیلندر درگیر در حادثه آتش سوزی، در یک زمان منهدم نخواهند شد، لذا انتشار UF6 به طور مداوم و با شکست تدریجی هر کدام از سیلندرها اتفاق می‌افتد و در ضمن فرض مي‌شود که حداقل 30 ثانیه فاصله بین شکست مخزن وجود داشته باشد. در این کتاب مخازن 48Y و 48G مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. دومین شیوه در نظر گرفته شده در این متن، برخورد یک هواپیمای کوچک با مخازن حاوی UF6 تهی شده است. در این حادثه فرض بر این است که برخورد باعث شکسته شدن اولین سیلندر در لحظه اول شده و سیلندر بعدی در اثر آتش سوزی تخریب خواهد گردید. توصیف اجزاء حادثه همانند شیوه اول مي‌باشد. در این حالت تنها دو زیر مجموعه در نظر گرفته شده است یکی سیلندرهای 48G به تعداد دو عدد و دیگری نیز سیلندرهای 48Y به همان تعداد.

 جدول (5-3)- شرحی از پنج نوع حادثه ارزیابی شده در آتش سوزی . . .

در سومین شیوه که زیر مجموعه‌ای ندارد، پرتوگیری از سیلندرهای پسماند مدّ نظر مي‌باشد. حادثه چه از طریق برخورد هواپیما و یا چه از راه آتش سوزی باشد، شامل تخریب هیدرولیکی و یا مرحله خنک شدن نخواهد بود. این مخازن، کوچک بوده و دارای مقدار کمی UF6 مي‌باشند که فرض مي‌شود همه UF6 در 30 دقیقه آتش سوزی انتشار خواهد یافت.
در جدول (5-3) ارزيابي 5 نوع حادثه آورده شده است.

 5-4-7- انتشار UF6 و اطلاعات دمایی اطلاعات دمایی و سرعت انتشار به کار رفته در این کتاب برگرفته از مطالعات ویلیامز و اندرسون در سال 1996 مي‌باشد که در مدل‌هاي 6FIRE و SUBLIME به کار برده شده است. در این قسمت سیلندرهای 48G و نیز 48Y با ظرفیت 14 تن ماده UF6 تهی شده که غرق در آتشی با دمای 1475 درجه فارنهایت و در مدت 30 دقیقه شده‌اند مورد بررسی قرار گرفته‌اند. برای هر دو سیلندر 48G و 48Y دو نوع شیوه انتشار در نظر گرفته مي‌شود:

 • در اولین شیوه مخزن بدون این‌که خسارتی دیده باشد در آتش قرار گرفته است. در این نوع از حوادث، سیلندرهای 48Y و 48G به ترتیب در طیّ مدت 24 و 12 دقیقه پس از این‌که در آتش قرار گیرند، منهدم می¬شوند. در هر صورت تخریب سیلندر، ناشی از افزایش فشار درون آن خواهد بود و در این هنگام UF6 به طور ناگهانی از مخزن خارج مي‌شود.
بعد از این‌که مخزن تخریب شد اگر همچنان در آتش قرار گرفته باشد، انتشار UF6 تقریباً با سرعت یکنواختی ادامه پیدا می‌نماید. بعد از 30 دقیقه که سوخت وسیله نقلیه و یا سایر مواد سوختنی به اتمام رسید، آتش، خاموش شده و مرحله سرد شدن آغاز می‌گردد. در این مرحله سرعت انتشار کاهش خواهد یافت و دما نیز به 133 درجه فارنهایت می‌رسد. مرحله انتشار سرد برای سیلندر 48G، حدود 91 دقیقه و برای سیلندر 48Y نیز 206 دقیقه به طول می‌انجامد. (زمان برای سیلندر 48Y بیشتر است زیرا دارای ظرفیت بیشتری نيز مي‌باشد).

 • دومین شیوه که توسط ویلیامز و اندرسون در سال 1996 ارائه شده است مانند شیوه قبلی مي‌باشد با این تفاوت که فرض مي‌شود سیلندر در ابتدا دارای نقص است (تخریب هیدرولیکی در اثر فشار بوجود نمی‌آید). این شیوه مطابق شیوه برخورد هواپیما با سیلندر است که در ابتدای برخورد انتشار صورت می‌گرفت. در این مرحله سرعت اولیه انتشار صفر مي‌باشد اما با افزایش دما به سرعت بالا خواهد رفت. بعد از 30 دقیق از آتش سوزی زمانی که انتشار مرحله سرد اتفاق می‌افتد شرایط همانند شیوه اول خواهد بود.
خلاصه‌ای از نتایج مدل‌هاي 6FLRE و SUBLIME برای شیوه اول جهت سیلندرهای 48G و 48Y در جدول‌های (5-4) و (5-5) آورده شده است. در جدول‌های (5-7) و (5-8) نیز اطلاعات مربوط به سرعت انتشار و دما مشاهده می‌گردد [5].

 5-4-8- وضعیت‌های آب و هوایی برای هر یک از شرایط تعیین شده در قسمت قبل، دو نوع وضعیت آب‌و هوایی بررسی شده است که اولین وضعیت مربوط به حالت پایداری F با سرعت باد حدود 1 متر بر ثانیه و دومین وضعیت مربوط به حالت پایداری D با سرعت باد 4 متر بر ثانیه مي‌باشد. در این متن برای حالت پایداری F، طول زبری مساوی 10 سانتی‌متر، سرعت اصطکاک ( ) مساوی با 02/0 متر بر ثانیه و طول 5 متر نیز برای Monin-Obukhov انتخاب گردیده و ارتفاع لایه مرزی در این شرایط 15 متر در نظر گرفته شده است.

جدول (5-4)- خلاصه‌ای از نتایج مدل SUBLIME توسط ویلیامز و اندرسون . . .

تخریب حرارتی نقص اولیه 48G 48Y 48G 48Y زمان تخریب تا پایان آتش،min 8/17 1/6 30 30 مقدار تصعید در هنگام آتش، lb 2975 924 4240 3213 دمای بخار در پایان آتش، oF 912 882 912 905 تصعید بخار بعد از آتش، lb 1192 2670 1192 2733 مدت انتشار بعد از آتش، min 4/91 7/205 4/91 1/206 کل UF6 انتشار یافته، lb % UF6 اولیه 8004 (6/28) 9610 (3/34) 5432 (4/19) 5946 (2/21) در این کتاب برای حالت پایداری D سرعت اصطکاک 32/0 متر بر ثانیه و طول Monin-Obukhov تقریباً 150 متر و نیز ارتفاع وارونگی هوا 500 متر در نظر گرفته شده است. خلاصه‌ای از این فرضیات در جدول (5-6) آورده شده است. در جدو‌ل‌های (5- 6 و7) داریم: T = دما برحسب درجه فارنهایت mcum = جرم توده انتشار یافته UF6 برحسب پوند X= کسر جرمی بخار

جدول (5-5)- خلاصه‌ای از نتایج مدل 6FIREتوسط ویلیامز واندرسون . . .
جدول (5-6)- خلاصه وضعیت‌های آب و هوایی . . .
جدول (5-7)- خلاصه وضعیت انتشار و دما در سیلندرهای 48G و 48Y برای دمای آتشی در حدود oF 1475 و تخریب حرارتی. ارائه شده توسط ویلیلامز و اندرسون . . .
 جدول (5-8)- خلاصه وضعیت انتشار و دما در سیلندرهای 48G و 48Y برای دمای آتشی در حدود oF 1475 و نقص اولیه. ارائه شده توسط ویلیلامز و اندرسون . . .

 5-4-9- رفتار مرحله انتشار دراین قسمت رفتار مرحله انتشار، شامل: تخریب هیدرولیکی و انتشار در آتش و نیز مرحله سرد توضیح داده مي‌شود. برای هر نوع انتشار که در قسمت‌های قبل عنوان گردید، تعدادی سیلندر درگیر هستند اما فرض بر این است که هرکدام به طور جداگانه عمل نموده و بنابراین وضعیت هرسیلندر به طور مجزا مورد بررسی قرار می‌گیرد. همان‌گونه که قبلاً بحث شده است فرض مي‌شود که UF6 بلافاصله پس از انتشار واکنش داده و در اثر هیدرولیز تولید HF و UO2F2 را ‌نماید که این مواد به همراه هوای اطراف، باعث تولید مخلوط شناوری خواهند شد [5].

 5-4-9-1-
انتشار در اثر تخریب هیدرولیکی همان‌گونه که اشاره گردید سیلندرهای 48G و 48Y پس از گذشت 12 و 24 دقیقه که در آتش قرار گرفته‌اند، تخریب خواهند شد. بنابر آن‌چه قبلاً ذکر گرديد، محصولات هر سیلندری که تخریب مي‌شود، به طور مستقل تشکیل شده و نیز هرکدام به طور مجزا جابه¬جا خواهند شد. در هنگام شکسته شدن سیلندر، UF6 به صورت جامد، مایع و گاز انتشار پیدا می‌کند. به علت کاهش فشار، مایع UF6 به سرعت تبدیل به بخار و جامد می¬شوند.
بخار حاصل به شکل مخلوطی از هوا و UF6 است که به سرعت با بخار آب موجود واکنش داده و محصولات هیدرولیز تولید می¬کند. میزان حرکت و گردش این مواد بستگی به غلظت توده و شناوری آن دارد. علت‌های اساسی که در شناوری توده نقش خواهند داشت عبارتند از:
 – UF6 یک گاز بسیار چگال در دمای و فشار استاندارد است (تقریباً 14 کیلوگرم بر متر مکعب). این جرم حجمی بر روی شناوری کاملاً مؤثر و باعث کاهش آن مي‌شود و بدون افزایش دما در هنگام انتشار UF6 به محیط و یا کاهش دمای توده، افزایش جرم حجمی و انباشته شدن غلظت در نزدیکی زمین را شاهد خواهیم بود.
 – حرارت در توده اولیه وارد خواهد شد زیرا واکنش UF6 با بخار آب یک واکنش گرمازا مي‌باشد. واكنش مربوطه به شكل زير است:

 (5-50) . . .

در این واکنش 2 مول آب برای هر مول UF6 لازم است. بخار آب برای این واکنش از طریق گازهای حاصل از احتراق و یا نفوذ هوای محیط به داخل توده UF6 فراهم مي‌شود. باید توجه داشت که بخار آب فراهم شده از گازهای احتراق در مقایسه با بخار موجود در هوا ناچیز خواهد بود، زیرا بخار تولید شده از احتراق فقط در حدود 1 کیلو گرم بر ثانیه مي‌باشد. – وجود گازهای حاصل از احتراق که دارای دمای بالایی مي‌باشند در اطراف سیلندر و در نهایت آمیخته شدن آن‌ها با توده UF6، باعث مي‌شود تا دمای توده بالا رفته و در نتیجه بر حالت شناوری توده افزوده شود. در هر انتشار ناشی از انفجار، مشاهده مي‌شود که حدود 50 تا 75 متر مکعب هوا در ثانیه¬های اول بعد از انتشار با هر متر مکعب از گاز UF6 مخلوط شده و در توده UF6 نفوذ پیدا می‌نماید.
 در این مبحث ما فرض می‌کنیم که هر 75 متر مکعب هوا در هر متر مکعب از UF6 نفوذ پیدا می‌نماید. البته این فرض کمی محافظه کارانه خواهد بود اما از آن‌جایی‌که میزان غلظت منتقل شده توسط جریان باد، با افزایش نفوذ، افزایش خواهد یافت، برای سایر ملاحظات ایمنی، فرض خوبی مي‌باشد. چنان‌چه مقدار نفوذ را کم در نظر بگیریم، یعنی این‌که در این هنگام، توده به صورت چگال درآمده و در نزدیکی محل انتشار بر روی زمین ته نشین می‌شود. با این اوصاف نسبت 75 به 1 در نظر گرفته مي‌شود. دما و شناوری با نوشتن یک موازنه جرم و آنتالپی برای مخلوط تعیین خواهد گردید. در محاسبه شناوری، تغییرات آنتالپی ناشی از موارد زیر است:

• نفوذ گازهای احتراق
 • واکنش هیدرولیز • تصعید UF6 جامد به بخار UF6 فرض‌های مورد استفاده در محاسبات مخزن 48G در موارد زیر فهرست شده است. فرض‌های مشابهی هم برای مخزن 48Y مي‌تواند در نظر گرفته شود [5]:
 • مقدار کل UF6 اولیه انتشار یافته 1744 کیلوگرم مي‌باشد. از این مقدار 143 کیلوگرم به صورت بخار و 1601 کیلوگرم مابقی نیز به صورت مایع در دمای 628 کلوین خواهد بود. این مایع به سرعت در 330 درجه کلوین تبدیل به مخلوط جامد و بخار خواهد شد. در نهایت 5/75 درصد از کل جرم ورودی انتشار، به صورت بخار و بقیه به صورت جامد مي‌باشد.
• در هنگام احتراق و در ثانیه‌های اولیه، 400 متر مکعب از هوای احتراق در دمای 1475 درجه فارنهایت و نیز 10300 متر مکعب از هوای محیط با دمای 300 کلوین در
توده وارد خواهد شد. این مقدار از هوای احتراق که وارد توده UF6 مي‌شود تقریباً معادل حجم 4 ثانیه از گاز احتراق تولید شده توسط ماده سوختی است.
• واکنش هیدرولیز، 5/101 کیلوژول بر مول حرارت تولید می‌كند و با فرض این‌که واکنش مذکور در ثانیه‌های اول پس از انتشار صورت می‌گیرد، لذا 502886 کیلوژول انرژی حرارتی تولید خواهد گردید.
 • تبدیل 5/24 درصد از UF6 که به صورت جامد انتشار یافته است به فاز بخار، 6/47 کیلوژول بر هر مول UF6 جامد، انرژی مصرف می‌نماید.
• بنابه فرض، پس از انتشار، توده به صورت یک سیلندر با شعاع و ارتفاع 16 متر ظاهر خواهد شد. دما و جرم حجمی این توده که شامل مخلوط HF-air-UO2F2 مي‌باشد در حدود 344 کلوین و 138/1 کیلوگرم بر متر مکعب مي‌باشد (جرم حجمی هوای محیط 174/1 کیلوگرم بر متر مکعب است). 5-4-9-2- انتشار در آتش پس از تخریب هیدرولیکی مخزن، UF6 تصعید شده و به شکل بخار در خواهد آمد.

بخار تولید شده نیز به سرعت تبدیل به HF و UO2F2 شده و وارد آتش مي‌شود. توده‌ای که وارد آتش مي‌شود، شناور بوده و برای این مرحله مشخصات فرض شده به قرار زیر خواهد بود:
– قطر آتش مساوی 5 متر
 – دمای آتش مساوی 1075 کلوین
– عدد فرود مساوی 8/0

شناوری منفی UO2F2 در مقایسه با شناوری بالای گازهای احتراق، اثر ناچیزی خواهد داشت (آتش 100 متر مکعب گاز احتراق را در هر ثانیه تولید می‌کند). شناوری هوای احتراق حدود 75/0 مي‌باشد و با توجه به این‌که سرعت انتشار UF6 در آتش 7/1 کیلوگرم بر ثانیه است لذا شناوری توده مخلوط تولید شده به علت وجود ذرات سنگین UO2F2 به 74/0 می‌رسد که در مقایسه با حالت قبل 1 درصد کاهش مي‌يابد.

 5-4-9-3- انتشار در مدت سرد شدن بعد از این‌که آتش خاموش شد، انتشار UF6 همچنان مثل انتشار از سیلندرهای سرد ادامه پیدا می‌كند. این انتشار را انتشار مرحله سرد شدن می‌نامند. انتشار نامبرده به ترتیب برای سیلندرهای 48G و 48Y به مدت 91 و 205 دقیقه به طول می‌انجامد.

 5-4-10- بحث و نتیجه گیری حوادث آتش سوزی مقادیر مجاز و حد نصاب لازم برای سلامتی فردی که در تماس با مواد منتشر شده مي‌باشد در جدول (5-9) آورده شده است. متوسط زمانی که برای میزان سمّیت تعیین شده است بین 1 تا 60 ثانیه مي‌باشد. هم¬چنان که بحث شد بدترین شرایط برای ترکیب متوسط زمان و غلظت در جهت باد مدّ نظر بوده است. در این قسمت هم¬چنین نتایج پنج شیوه انتشار UF6 در آتش سوزی آورده شده است. در ابتدا حادثه‌ای آورده مي‌شود که در طی آن سیلندر 48G در آتش قرار گرفته و به¬صورت هیدرولیکی تخریب مي‌شود و شرایط پایداری F و D در مورد آن ذکر خواهد گردید.

در قسمت‌های بعد نیز خلاصه نتایج مربوط به دیگر شیوه‌های انتشار آورده مي‌شود. شرح داده‌های غلظت و پرتوگیری برای چهار شیوه بعدی در ضمیمه ذکر گردیده است. در مباحث مطرح شده در این زمینه، برای پنج شیوه انتشار، عبارات T1 تا T5 در جداول مشخص گردیده و حروف a و b نیز نمایانگر نتایج برای UO2F2 و HF مي‌باشد.

 5-4-10-1- نتایج پایداری F1 برای شیوه های T1a و T1b در شکل (5-10) نمایی از پراکندگی در سه شیوه مطرح شده در این فصل جهت حالت پایداری F (با سرعت باد حدود 1 متر بر ثانیه) آورده شده است. همچنان‌که در شکل مشخص مي‌شود انتشار در حالت تخریب هیدرولیکی موجب تشکیل توده بزرگی شده است که این توده کمی شناور بوده و خیزشی در حدود 10 متر را دارا مي‌باشد. توده انتشار یافته ناشی از آتش به‌علت دمای بالا است و نیز گازهای احتراق فراوان دارای خیزش و شناوری بالایی مي‌باشد. این توده با زمین برخورد نخواهد کرد در حالی که انتشار ناشی از مرحله سرد شدن در نهایت باعث برخورد توده کوچک ایجاد شده با زمین می‌گردد. در شکل (5-10) سطوح پیش بینی شده برای انتشار UO2F2 و HF که از سه سیلندر 48G در شرایط پایداری F1 صورت گرفته به نمایش گذاشته شده است.

شکل (5-10)- پخش سه شیوه انتشار در حالت پایداری F . . .

جدول (5-9)- مقادیر سمّیت برای HF و UO2F2 . . .

در جدول‌های (5-11) و (5-12)، غلظت‌های خط مرکزی برای انتشار HF و UO2F2 از سه سیلندر 48G آورده شده است. غلظت‌ها در زمان متوسط برای بدترین شرایط در نظر گرفته مي‌شود. از آن‌جائی‌که میزان خطر ناشی از UO2F2 با دز آن مشخص مي‌شود، لذا مقادیر غلظت متوسط در 3600 ثانیه و فواصل متفاوت آورده شده است. برای HF نیز غلظت خط مرکزی توده برای اثرات برگشت ناپذیر در زمان‌ها و فاصله‌های متفاوت مشخص گردیده است. سطح در نظر گرفته شده برای اثرات برگشت ناپذیر UO2F2 1500 متر مربع و برای اثرات مضر بالقوه 6/3 کیلومتر مربع مي‌باشد. همچنین این سطوح برای HF به ترتیب 2600 و 10000 متر مربع در نظر گرفته شده است.

 جدول (5-10)- مشخصات پنج نوع حادثه مطرح شده در این فصل . . .

 5-4-10-2- شیوه‌های انتشار T1a و T1b برای حالت پایداری D4 شکل (5-11) نمونه‌ای از پخش مواد را تحت حالت پایداری D و سرعت باد در حدود 4 متر بر ثانیه به نمایش گذاشته است. همان‌گونه که از شکل نامبرده شده مشخص مي‌شود، خیزش و شناوری توده برای این حالت پایداری بسیار بیشتر از حالت پایداری F است.

شکل (5-11)- پخش مواد در حالت پایداری D. . .

براي دريافت اطلاعات كامل به كتاب ( مديريت بحران در حوادث هسته‌اي ) مراجعه فرمائيد




حالت خیزش و جدا شدن توده از زمین

اگر نیروی شناوری زیاد باشد، باعث خواهد شد تا توده آلاینده از زمین بلند شده و وارد فضای اطراف شود. در این مورد شار شناوری اولیه طبق فرمول زیر به دست می‌آید:

(5-38) . . .

در این فرمول داریم: o = توده اولیه a = محیط اطراف w = سرعت عمودی توده R = شعاع توده g = شتاب جاذبه زمین = جرم حجمی به هرحال یک توده از آلاينده به همراه محصولات تولید شده بعدی،

شناوری حالت اولیه را حفظ نخواهد کرد و در واقع جرم حجمی توده ممکن است به خاطر تغییر در نوع و میزان هریک از ترکیبات توده، تغییر کند. این تغییرات به خاطر موارد زیر خواهد بود:
– وزن مولکولی گازهای موجود در توده
– افزایش جرم حجمی موثر ناشی از انتقال ذرات کوچک توسط توده
– اضافه شدن حرارت ناشی از واکنش‌های گرمازا و میعان
– برگشت حرارت ناشی از واکنش‌های گرماگیر،

 شکسته شدن پلیمرها و تبخیر مایعات برای مثال اگر در نظر بگیریم که یک توده از آلاينده به محیط اطراف انتشار پیدا کرده است، در این حالت و در ابتدای امر، واکنش‌هایی که قبلاً ذکر گردیده است با بخار آب موجود در دمای محیط، اتفاق خواهد افتاد. توده در ابتدا به شدت چگال بوده ، اما سرانجام به صورت شناور در خواهد آمد یعنی .
در هر دو صورت توده در جهات عمودی و افقی افزایش حجم پیدا نموده و به اصطلاح معروف رشد خواهد نمود. شار شناوری موضعی به صورت زیر تعریف می‌گردد:

(5-39) . . .

 در فرمول فوق، V بیانگر شار حجمی توده برحسب مترمکعب بر ثانیه است. برای یک توده با ابعاد H,W که با سرعت u در حرکت است شار حجمی مساوی با uHW خواهد بود.

شکل (5-9)سری‌های زمانی این متغیرها را نشان می‌دهد. . .

مقدار خیزش که با Lp نمایش داده مي‌شود توسط Briggs در سال 1973 ارائه شده است:

 (5-40) . . .

 در فرمول ذکر شده داریم: = سرعت اصطکاک و Lp = نسبت انرژی ناآرامی توده اولیه ناشی از نیروی شناوری به انرژی نا آرامی محیط اطراف

شکل (5-9)- نمودار دسته‌های زمانی . . .

در این شکل، نیروی شناوری F، عمق توده H و جزء Lp برای توده UF6 مي‌باشد. محققان با انجام آزمایشات متعدد دریافتند که هرگاه Lp معادل 20 باشد، خیزش از زمین و شناور شدن رخ خواهد داد. این عدد با ضریب مثبت و منفی2، معتبر خواهد بود. باید در نظر داشت که ملاک شناور بودن طبق معادلات قبلی مي‌باشد و هرگاه وزش باد را داشته باشیم، L>20 خواهد شد.

اگر طبق فرضیات قبلی باشد، در نتیجه شناوی بر اساس فرمول زیر اتفاق خواهد افتاد:

(5-41)  . . .

برای مثال اگر ارتفاع یا عمق، یعنی H را مساوی 10 متر در نظر بگیریم و باشد، در این صورت خیزش از زمین در هنگامی رخ خواهد داد که فقط سرعت کوچکتر از 34/0 متر بر ثانیه باشد. وقتی که خیزش توده UF6 اتفاق افتاد، در این مرحله مي‌توان میزان بلند شدن توده را توسط فرمول زیر به دست آورد:

 (5-42) . . .

 – معرف انتگرال فاصله
 – نشان دهنده میزان خیزش توده در فاصله
– طول شناوری هم توسط فرمول زیر محاسبه می گردد:

(5-43) . . .

 – z معرف ارتفاع زیر توده مي‌باشد که بنا به فرض باید حداکثر غلظت در زیر توده رخ داده باشد.
 – x معرف فاصله در جهت مسیر باد است و از نقطه‌ای شروع می¬شود که Lp مساوی با 20 باشد.
– u سرعت باد در محیط (بنا به فرض در 10 متر اندازه گیری می‌شود).
– مساوی با 6/0 است که یک مقدار تجربی مي‌باشد.

در مورد محاسبه هم در معادلات قبل باید خاطر نشان نمود که این مقدار هم با شروع Lp مساوی با 20 بدست می‌آید. در اين قسمت به بررسي نحوه‌ پخش و انتشار يكي از مهمترين آلاينده‌هاي صنعت هسته‌اي مي‌پردازيم. مواد مورد نياز و به كار رفته در مرحله غني‌سازي اورانيوم در چرخه سوخت هسته‌اي علاوه بر اين‌كه قدرت اكتيويته بالايي دارد، قادرند تا واكنش سريع داشته و اثرات شيميايي سمّي نيز داشته باشند و بررسي چگونگي پخش اين مواد براي دانستن نحوه پخش آلاينده‌هاي هسته‌اي بسيار مفيد خواهد بود.

براي دريافت اطلاعات كامل به كتاب ( مديريت بحران در حوادث هسته‌اي ) مراجعه فرمائيد




بررسی انتشار آلاینده‌ها در شرایط آب و هوایی متفاوت

وقتی که آلاينده به محیط پیرامون دستگاه‌ها در کارخانه‌های هسته‌اي نشت کند، به سرعت با هوای اطراف آمیخته شده و به صورت گازی شکل در فضا پخش می¬شود. یکی از شرایطی که مي‌تواند در نوع و میزان هریک از آلاینده‌ها نقش به سزایی داشته و یا حتی باعث ته نشینی و حذف آلاینده در هوای محیط اطراف شود، بارندگی خواهد بود.. .

بارش برف و یا باران باعث شسته شدن آلاینده از جمله UF6 (و ایجاد واکنش با آن) و HF می¬شود و غلظت آلودگی را روی زمین اطراف كارخانه افزایش داده و از پخش آن توسط هوا جلوگیری به عمل خواهد آورد.
 توده آلاينده شامل مخلوطی از گازها، ذرات جامد و مواد معلق در هوا مي‌باشد. ذرات و مواد معلق بزرگ در هوا مي‌توانند تحت شرایط خاصی توسط جاذبه زمین نشست پیدا نمایند. سایر مواد ریزتر هم با انجام واکنش با مواد و موانع موجود در مسیر جریان توده و نیز توسط پوشش گیاهی، قابل حذف از اتمسفر خواهند بود.
در این قسمت به بررسی هر یک از شرایط مختلف جوّی می‌پردازیم:

 5-2-1- حذف آلاینده توسط نیروی جاذبه و فرآیند رسوب گیری خشک برای ذرات بزرگ انتشار یافته معلق در هوا که قطر آن‌ها حدود 50 میکرومتر باشد، سرعت ته نشینی، تحت اثر جاذبه زمین، در حدود 10 سانتیمتر بر ثانیه خواهد بود. این سرعت با علامت vs مشخص مي‌گردد. در این حالت حذف مواد سمی از اتمسفر توسط نیروی جاذبه صورت خواهد گرفت. قانون استوک (Stoke) با یک ضریب تصحیح برای این نوع ته نشینی به صورت زیر در نظر گرفته مي‌شود:

 (5-20) . . .

در این فرمول هریک از حروف بیانگر: = جرم حجمی ذرات بر حسب گرم بر متر مکعب = جرم حجمی هوا بر حسب گرم بر متر مکعب g= شتاب جاذبه زمین معادل 81/9 متر بر مجذور ثانیه Dp= قطر ذرات بر حسب میکرومتر ، ویسکوزیته هوا ، ضریب تبدیل SCF= ضریب تصحیح خطا برای ذرات بزرگتر و به صورت زیر محاسبه مي‌شود:

 (5-21) . . .

 در این فرمول نیز قطر ذرات باید برحسب میکرومتر در نظر گرفته شود. از ضریب فوق کاملاً مشخص مي‌شود که ذرات بزرگ به طور مداوم هم¬چنان‌که در شکل (5-7) به نمایش درآمده است ته نشین خواهند گردید.
 فرض شده است که برای بدست آوردن فرآیند ته نشینی از دو مرحله تبعیت نماییم:

مرحله اول) تقسیم بندی ذرات برحسب اندازه و غلظت آن‌ها در توده. به طوری‌که هر ماده در دسته‌هایی با اندازه و غلظت متفاوت دسته بندی شود.
مرحله دوم) شار موضعی ته نشینی ذرات توسط كه معادله زیر محاسبه شود:

 (5-22) . . .

 در این معادله C(Dp,x,y,0)دلالت بر غلظت ذرات از هر نوع اندازه‌اي بر روي سطح زمين در موقعيت (x,y)نسبت به توده دارد.

 5-2-1-1- ته نشینی خشک ذرات کوچک و معلق در هوا جدای از ذرات بزرگ، اثر سایر محصولات ناچیز فرض شده و از تغییرات جرم نیز صرف‌نظر می‌گردد، زیرا کار اندازه گیری غلظت مواد در چند صد متری انتشار انجام گرفته و این کاهش جرم در مقایسه با شار جرمی توده بسیار ناچیز خواهد بود. سرعت رسوب‌گیری در حالت ذکر شده، از فرمول ذیل محاسبه مي‌شود:

 (5-23) . . .

 به صورتي که: vs = سرعت نشست تحت جاذبه که برای ذرات، غیر از صفر و برای گازها صفر خواهد بود. ra = مقاومت آئرودینامیک برحسب ثانیه بر متر rs = مقاومت سطح یا لایه آرام بر حسب ثانیه بر متر rt = مقاومت در برابر انتقال وابسته به نوع سطح مقاومت آئرودینامیک برای گازها و نیز ذرات کوچک از طریق فرمول زیر محاسبه خواهد گردید:

(5-24) . . .

در این معادله داریم: = سرعت اصطکاک L= طول Monion-Obukhov zd= ارتفاع مرجع (بنا به فرض معادل 10 متر)

شکل (5-6)- نمایی از فرآیندهای مختلف ته نشینی تحت شرایط جوی متفاوت . . .

شکل (5-7)- نمایی از نحوه سقوط ذرات با اندازه‌های مختلف . . .

نیز توسط معادلات زیر محاسبه مي‌شود:

 (5-25) . . .

 اگر >0 z/L در نتیجه

 (5-26) . . .

 اگر z/L=0 در نتیجه

(5-27) . . .

 اگر z/L<0 در نتیجه برای تعیین میزان وL ، مي‌توان با داشتن حالت‌های پایداری هوا، بنا به فرض از مقادیر ذيل استفاده نمود:

 (5-28) . . .

 مقاومت سطح و یا لایه آرام (rs)وابسته به ضریب پخش مولکولی گازها و یا ضریب براونی ذرات است و مي‌تواند توسط فرمول زير تخمین زده شود:

(5-29)  . . .

در این معادله داريم: Sc = عدد اسمیت St = عدد استوک n = 5/0- برای z0<0.1 متر n = 7/0- برای z0>0.1 متر عدد اسمیت هم در شرایط متفاوت از طریق زیر محاسبه مي‌شود: – برای ذرات Sc=v/DB – برای گازها Sc=v/D به‌صورتي که: v= ویسکوزیته مولکولی هوا: DB = ضریب پخش براونی ذرات در هوا D = ضریب پخش مولکولی گاز آلاینده در هوا برای بسیاری از گازها، Sc مساوی با مقدار 1 خواهد بود. ضریب پخش براونی نیز یک تابع قوی از اندازه ذره مي‌باشد، به طوری‌که در اندازه تقریباً 1 میکرومتری ذره، ، و برای اندازه نیز خواهد بود.
مقدار ضریب براونی از طریق فرمول زیر محاسبه مي‌شود:

 (5-30) . . .

 عبارات بکار رفته در این فرمول مطابق زير مي‌باشد: SCF= ضریب تصحیح خطا Dp= اندازه ذره برحسب میکرومتر T= دمای هوا برحسب درجه کلوین عدد استوک نیز که فقط برای ذرات غیر از صفر است به قرار زیر مي‌باشد:

(5-31) . . .

 مقاومت لایه آرام (rs)تنها برای گازها و یا ذرات با قطر کم تا حدود مهم بوده و برای ذرات با قطر بیش از 1 میکرومتر مي‌تواند نادیده انگاشته شود. مقاومت در برابر انتقال نیز از طریق زیر محاسبه می گردد:

 (5-32) . . .

براي ذرات rt=rarsvs (5-33) برای گازها در معادلات اخیر: LAI=leaf area index (area of leaves over a unit area of ground surface) rf= stomatie resistance rcut= cuticle resistance rg= resistance to transfer across the nonvegetated ground or water surface. دو جزء اول فقط در شرایطی مهم هستند که پوشش گیاهی داشته باشیم و این پوشش نیز در مقابل آلاینده‌ها به طور فعال برخورد نماید. جزء آخر نیز برای واکنش پذیری سطح و آلاینده اهمیت پیدا مي‌كند. برای گازهای غیرواکنش پذیر، پایداری انتقال rt به بی‌نهایت میل خواهد نمود و سرعت ته نشینی با توجه به این مسأله، معادل صفر مي‌گردد. جزءهای rf ، rcut , rg فقط در صورتی اهمیت پیدا می‌کنند که ته‌نشینی اسیدی داشته باشیم یعنی وقتی که گازهایی همچون SO2 , NO2 , HNO3 , PAN , O3 مدّ نظر باشند.
 برای این گازها، Pleim و همکارانش در سال 1984 اعلام داشتند که مقاومت انتقال حدود 10 ثانیه بر سانتی‌متر خواهد بود و این مقدار مي‌تواند حدود 3 ثانیه بر سانتی‌متر کمتر یا بیشتر برای مواد مختلف در تغییر باشد. اطلاعات کمی در مورد مواد HF و HF.H2O , UF6 وجود دارد. Bloom و همکارانش در سال 1989 برای این مواد مقدار s/cm 2/0 را جهت rt پیشنهاد نمودند و هم اینک نیز این مقدار بکار گرفته مي‌شود. با در نظر گرفتن این عدد متوجه خواهیم شد که جزء اصلی و تغییر دهنده‌ای برای سرعت ته نشینی وجود نخواهد داشت و از طرف دیگر این مخلوط دارای قدرت واکنش پذیری خوبی با سایر مواد مي‌باشد.

 شکل (5-8)- منحنی Pasquill-Gifford-Turner، طول Monion-Obukhov و زبری نسبی برای حالت‌های پایداری متفاوت. . . .

وضعیت A به شدت ناپایدار، B ناپایداری متعادل، C کمی ناپایدار، D خنثی، E کمی پایدار و F پایداری متعادل

 5-2-2- جابجا شدن ذرات و گازها توسط مه و ته نشین شدن (ته نشینی مرطوب) ذرات و گازهای مورد بحث مي‌توانند توسط باران، برف، مه و یا ابر توسط دو شیوه نام برده شده در زیر از توده انتشار یافته جدا و ته نشین شوند:

• در ابر و مه، توسط قطرات ریز مه و ابر
 • در زیر ابر، با ته نشینی توسط نازل شدن قطرات و یا برف بر روی زمین

از میان یک توده آلودگی هرگاه فرض شود که گازهای مورد بررسی، واکنش پذیری خوبی دارند و توده نیز در میان ابر حرکتی نداشته باشد، نتیجه گرفته خواهد شد که تنها راه انتقال و جابجایی آلودگی، فرآیند جذب خواهد بود. این شیوه با حالت دوم که از طریق سقوط قطرات باران و یا برف در زمان کوتاه صورت می‌گیرد کاملاً متفاوت مي‌باشد. در هر دوی این شیوه‌ها، مقیاس کم شدن آلودگی (جابجایی) با عبارت ( ) و واحد (s-1) معرفی شده است و سرعت ته نشینی (Pr ) نیز دارای واحد میلی‌متر بر ساعت مي‌باشد و فرض مي‌شود که تغییر غلظت موضعی با زمان به صورت تابع نمایی باشد:

 (5-34) . . .

در این معادله t بیانگر زمان در معرض قرار گرفتن توده آلاینده با قطرات مایع آب است. برای شار ته نشینی مواد در روی زمین، Fwet، داریم:

 (5-35) . . .

 zw مساوی با عمق لایه توده مرطوب خواهد بود. ضریب جابجایی آلاینده بنا به پیشنهاد Bloom و همکارانش در سال 1989: – مساوی با برای HF و CLF3 – مساوی با برای UF6 و UO2F2 – مساوی با صفر برایHCL و F2 – برای سایر گازها نیز بدون کاربرد مي‌باشد Ramsdell و همکارانش در سال 1993، فرمول‌های زیر را برای یون یدید و سایر ترکیبات معلق در هوا بر اساس تابعی از سرعت ته نشینی در مدل RATCHET استفاده نمودند:

 (5-36) . . .
 برای باران

 (5-37) . . .
برای برف

 در این دو فرمول، pr و یا سرعت ته نشینی، برحسب mm/hr بیان مي‌شود. اگر سرعت ته نشینی معلوم نباشد، مي‌توان مقدار قراردادی 1- (s 1000) را به کار برد و چنین فرض نمود که در این زمان، کل آلودگی جابه¬جا شده و نشست کرده است. اما چنان‌چه این سرعت یکی از معلومات مسأله باشد، استفاده از فرمول‌های فوق ارجحیت پیدا می‌نمایند. برخی از سرعت‌های پیشنهاد شده ته نشینی تحت شرایط متفاوت در جدول زير آورده شده است:

جدول (5-2)- سرعت ته نشینی pr (برحسب mm/hr معادل مایع) . . .

وضعیت جوی سبک متوسط شدید باران برف 1/0 03/0 3 5/1 5 3/3 به عنوان مثال برای باران متوسط یا 1-(15 دقیقه) است. این نتیجه نشان می‌دهد بیشترین مقدار آلودگی در 15 دقیقه پس از شروع باران متوسط جابه¬جا خواهد شد. به علت گذشت زمان از هنگام انتشار مواد و شروع باران، تا وقتی که گيرنده‌ها بتوانند میزان غلظت را ثبت نمایند، یعنی از 10 تا 100 ثانیه، یک اختلافی در میزان واقعی و میزان ثبت شده مشاهده مي‌شود که در این میان انجام واکنش با رطوبت را هم باید مدّ نظر قرار داد.

براي دريافت اطلاعات كامل به كتاب ( مديريت بحران در حوادث هسته‌اي ) مراجعه فرمائيد




بررسی وضعیت انتشار مواد در هنگام وجود موانع ساختمانی

هنگامی که در محیط پیرامون مخازن نگهداری مواد راديواكتيو، در اثر حادثه نشتی ایجاد شود، وجود موانع مختلفی که در مسیر جریان هوا قرار گرفته‌اند و یا مواد واکنش پذیر، این انتشار را تحت تاثیر قرار میدهند.. .

در این شرایط حالت‌های مختلفی به وجود خواهد آمد که هر کدام از آن‌ها مي‌تواند بر فرآیند پخش مواد در محیط تاثیر گذار باشد. بنابراین در ابتدای این فصل به برخی از وضعیت‌های مختلف انتشار بر روی ساختمان، بدون در نظر گرفتن سایر شرایط آب و هوایی منطقه و یا سایر حوادث پیچیده پرداخته شده است که در ذیل به آن‌ها اشاره میشود:

5-1-1- روش‌های موجود برای اندازه‌گیری تغییرات غلظت برحسب زمان در اين بخش اثرات تغییرات غلظت برحسب تابعی از زمان برای وقتی که دو نوع متفاوت از اندازه گیرنده‌های غلظت (آشکارساز¬ها)در مسیر عبور توده قرار گرفته‌اند، مورد ارزیابی قرار داده شده است. یکی از این اندازه گیرنده‌ها در خط مرکزی عبور توده و دیگری در یک موقعیت هندسی خاص قرار گرفته است. باید متذکر شد که فرمول‌های ارائه شده در این زمینه غالباً تجربی بوده و با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی حاصل شده‌اند.

 5-1-1-1-
غلظت خط مرکزی توده در جهت باد (برحسب تابعی از زمان) غلظت گازهای سمّی در مسیر حرکت باد و درخلاف آن مي‌تواند در مسیری ثابت به فاصله x از منبع آلودگی، بر حسب تابعی از زمان بدست آید. مدل‌هاي به کار رفته در این زمینه معمولاً برای فاصله زمانی 2 دقیقه برای گازهای چگال و زمان 10 تا 20 دقیقه نیز برای گازهای خنثی کاربرد خواهند داشت. این زمان‌ها برای به دست آوردن منحنی‌های Pasquill-Gifford-Turner یعنی مورد استفاده‌اند.
در بررسی‌های انجام گرفته همان‌گونه که قبلاً ذکر گردید، غلظت آلاینده، تنها در مسیر جهت باد و یا خلاف آن به عقب مدّنظر است و در عرض و یا بالای مسیر کاربردی ندارد. بیشتر مدل‌ها از فرمول زیر برای به دست آوردن ضریب پخش عرضی استفاده می‌نمایند:

(5-1) . . .

هرگاه یک انتشار لحظه‌ای را داشته باشیم (یعنی وقتی Ta2 به سمت صفر میل کند)،
در این هنگام مي‌توان از فرمول‌های زیر که توسط Slad در سال 1968 معرفی شده است برای حالت‌های متفاوت استفاده نمود:

 • برای حالت ناپایدار
• برای حالت خنثی
• برای حالت کاملا پایدار برای وضعیت‌های غیر فعال، با زمانی معادل Ta2 مساوی 20 ثانیه، این پیش بینی معقول به نظر می‌رسد.

به هرحال این مقدار حداقل Ta2، وابسته به مقدار فاصله x دارد و علاوه برآن سه معادله ذکر شده در فوق دارای محدودیت بوده و خطایی در حدود 50 درصد را شامل مي‌شوند. برای تغییرات غلظت در توده فرمول زیر پیشنهاد شده است: (5-2) (5-3) در این معادلات به ترتیب داریم:
 P = تابع پخش تراکمی (از صفر تا یک) و P = تابع پخش احتمالی در زمان‌های متوسط کوتاه (تقریباً مساوی 20 ثانیه یا کمتر از Ta)داده‌های موجود در اتمسفر نشان داده‌اند که:

 . . . —   …  — . . .


 5-1-1-2- پیش‌بینی غلظت توسط اندازه¬گیر، در موقعیت مکانی مشخص در مباحثی که در این زمینه مطرح گردید، اندازه¬گیری غلظت بر روی خط مرکزی انتشار توده (آن‌هم در صورتی که حداکثر برخوردها با گیرنده صورت پذیرد) انجام گرفته است و این مسأله نیز بستگی به موقعیت و نحوه قرار گرفتن اندازه گیرنده نسبت به منبع انتشار دارد.
نتایج بدست آمده حاصل انجام آزمایشات متعدد بر روی نحوه‌های مختلف قرار گرفتن گيرنده‌ها استوار است. مطالعات انجام گرفته گویای اختلاف غلظت برحسب تابعی از زمان انتشار می‌باشند.

در جدول (5-1) اختلاف مشاهده شده از شکل‌های قبل آورده شده است [5]: . . .

شکل (5-1)- پخش غلظت‌های خط مرکزی . . .

 Ccl در یک فاصله xبرای مقادیر متوسط زمانی Ta. خط چین معرف متوسط در هرزمان و نقطه چین نشان دهنده 99 % از هر نوع پخش بوده، همچنین نقطه وخط بیانگر حداکثر غلظت در زمان متوسط Ta خواهد بود در صورتی که زمان فرض شده 60 دقیقه باشد. مقدار صفر بدست آمده برای غلظت به این دلیل است که آلاینده به گیرنده برخورد ننموده حال آن‌که وجود داشته است.
جدول (5-1)- تفاوت مشاهده شده در دو شکل (5-1) و (5-2) غلظت بدست آمده از خط مرکزی شکل (5-1) غلظت ثبت شده در گیرنده ثابت شکل (5-2) با افزایش Ta مقدار متوسط غلظت کاهش میابد غلظت هیچ گاه صفر نمي‌شود نسبتا کوچک است میانگین غلظت با Ta ثابت است غلظت در بسیاری مواقع صفر است نسبتا بزرگ است بیشتر مواقع اختلاف بین غلظت ماکزیمم و زمان متوسط در گيرنده‌های با موقعیت ثابت بدست می‌آید. درصد غلظت حداکثر برای هر زمان متوسط توسط فرمول زیر محاسبه می‌گردد:

 (5-7) (min60/Ta)-1= 100/ درصد . . .

شکل (5-2)- میزان غلظت ثبت شده برای متوسط زمانی متفاوت. . .

چین معرف متوسط در هرزمان و نقطه چین نشان دهنده 99 % از هر نوع پخش بوده، همچنین نقطه وخط بیانگر حداکثر غلظت در زمان متوسط Ta خواهد بود در صورتی که زمان فرض شده 60 دقیقه باشد. با توجه به این که اختلاف Cmax در خط مرکزی با Ta، بیشتر از مقدار اختلاف درصد C گیرنده با Ta خواهد بود، از نظر تئوری مقدار C بهتر از مقدار Cmax است. اما از نظر عملی معمولاً از Cmax استفاده مي‌شود زیرا اختلاف کمتری با مقدار واقعی خود دارد. فرمول تابع پخش ترکمی توسط Hanna در سال 1984 ارائه شده است

(5-8) . . .
(5-9) . . .

در این معادله، I، تناوب یا فاصله و یا کسری از مقدار مشاهده غیر از صفر در کل اندازه‌های گرفته شده است (I=1، اگر توده همیشه با گیرنده اصابت نماید). معمولاً مقدار I بدست آمده در اتمسفر مساوی 2/0 بوده و بدین ترتیب خواهد بود. هرگاه اطلاعات کافی در دسترس نباشد مقدار 2/0 برای I مي‌تواند برای زمان‌های متوسط خیلی کوچک مورد استفاده قرار گیرد:

(5-10) . . .

 اگر متوسط زمان به 60 دقیقه افزایش یابد، در نتیجه معادله (5-4)مي‌تواند در محاسبه استفاده شود و اگر دوباره فرض نماییم که مقدار مقیاس زمان انتگرال مساوی 300 ثانیه بوده و نیز باشد، لذا I مي‌تواند توسط عکس معادله (5-9) محاسبه گردد:

 (5-11) . . .

 مراحل انجام کار به شکل زیر خواهد بود:

 • مرحله اول: محاسبه *-*- . . .
• مرحله دوم: محاسبه *-*- . . .
• مرحله سوم: محاسبه*-*-  . . .

فرض نماییم که معلوم بوده و باشد. از این‌رو . توجه داشته باشید که این فرمول‌ها نباید برای Ta>3600s مورد استفاده واقع شود زیرا I حداکثر مي‌تواند مقداری حدود 1 را داشته باشد که در این حالت بیشتر شده و غیر ممکن است. اگر حداکثر مقدار I را 1 در نظر بگیریم، لذا مقدار مي‌باشد که در Ta>3600s صادق خواهد بود.

 5-1-2- اثرات ساختمان و موانع موجود در روی زمین انتشار UF6 ممکن است در نزدیکی و یا روی یک ساختمان رخ داده و نیز ممکن است تحت تاثیر موانع موجود در راه مسیر جریان انتشار قرار گرفته باشد. این موانع ممکن است الگوی جریان انتشار را تغییر داده و لایه مرزی را از مسیر خود منحرف سازند. در این حالت میزان رقیق سازی و انتشار و پخش UF6 دچار تغییر خواهد شد [5]. بنابر دلایل زیر این موانع مدّ نظر قرار می¬گیرند:

• ممکن است ساختمان‌ها بلند بوده و فاصله بین آن‌ها کم باشد که در این صورت باعث محبوس شدن UF6 در بین دیوارها خواهد شد.
• انتشار UF6 ممکن است از مخازن و یا لوله‌ها و سایر تجهیزات موجود در داخل ساختمان رخ داده باشد و پس از ورود به هوای مجاور از میان دریچه‌ها و یا دودکش و سقف ساختمان به بیرون نشت کنند.
• انتشار از یک دودکش با ارتفاع کم مي‌تواند UF6 را به سمت زمین و نزدیک ساختمان هدایت نماید و باعث افزایش غلظت درآن منطقه شود.

توجه به دلایل ذکر شده در فوق، کاملاً مشهود است که اثر ساختمان و یا سایر موانع موجود در مسیر انتشار مي‌تواند تاثیر به سزایی در الگوی جریان داشته و غلظت را دستخوش تغییر نماید. در این قسمت به بررسی اثرات مختلف خواهیم پرداخت. پاسخ به سؤالات زیر به ما خواهد آموخت که برای حصول غلظت آلاينده در شرایط مختلف و فواصل مورد نظر از چه فرمول‌ها و قوانینی استفاده کنیم:

• موقعیت منبع انتشار آلاينده در كجاست؟ آیا این منبع در خلاف جهت باد به سمت ساختمان است یا خیر؟ آیا منبع بر روی ساختمان قرار گرفته است؟ آیا منبع در مسیر جریان باد به سمت ساختمان قرار دارد؟
 • موقعیت دستگاه آشکار کننده¬ی آلاينده كجاست؟ آیا بر روی سطح ساختمان قرار داده شده است؟ آیا در نزدیکی ساختمان و در پشت آن است؟ آیا در مسیر باد و در نزدیکی ساختمان قرار دارد؟
• تغییرات پیش‌بینی شده غلظت آلاينده به خاطر وجود موانع ساختمانی تا چه حدی در فرمول‌های به کار رفته ایجاد خطا می‌نماید؟
 • در چه سطحی از پیچیدگی ساختمان، فرمول‌ها نادرست بوده و شرایط و فرض‌های بکار رفته تا چه حدّ به واقعیت نزدیک است؟
 • آیا داده‌های کافی برای استفاده از فرمول‌های لازم وجود دارد؟ در این بخش برای بررسی بیشتر، سه نمونه از موقعيت‌های انتشار را به طور جداگانه مورد مطالعه قرار می‌دهیم. موقعيت‌های در نظر گرفته شده به قرار زیر خواهند بود:

 1. حبس و انتشار توده آلاينده در بین ساختمان‌ها و اثرات مربوطه.
 2. انتشار توده آلاينده در روی ساختمان و یا از طریق هواکش.
 3. انتشار آلاينده از یک دودکش و جریان یافتن آن به سمت پایین.

در هرکدام از موقعيت‌های نام برده شده در فوق، محل قرار گرفتن گیرنده و منبع انتشار به طور جداگانه در شکل‌های مربوطه آورده شده است. موقعیت دستگاه گیرنده از آن جهت اهمیت دارد که بدانیم آیا این دستگاه قادر خواهد بود تا همه انتشار آلاينده را ثبت نماید و یا این‌که از ثبت کل آن عاجز بوده است؟

5-1-2-1- حبس و انتشار توده آلاينده در بین ساختمان‌ها و اثرات مربوطه در این شیوه فرض شده است که آلاينده از یک منبع در بین ساختمان‌های بلند و با فاصله کم از یکدیگر انتشار یافته باشد. جهت وزش باد نیز در طول فاصله بین دو ساختمان بوده و در جهت عمود بر آن‌ها نیست. ارتفاع ساختمان در این شیوه باHB و فاصله بین دو ساختمان و یا دو دیواری که منبع انتشار آلاينده در بین آن قرار گرفته است با WC نشان داده شده است. در این حالت نتایج آزمایشگاهی به دست آمده توسط Konig در سال 1987 و نیز Marotzke در سال 1988 نشان داد اثر ساختمان تا حدی است که میزان غلظت ماکزیمم تا حدود 3 برابر افزایش پیدا خواهد نمود [5].
اگر منبع انتشار آلاينده در بین ساختمان‌ها و یا در جهت خلاف باد قرار بگیرد و باشد و نیز با در نظر گرفتن 1 > H/HB، آن¬گاه حداکثر میزان معادل مقدار زیر خواهد بود:

 (5-12) . . .

در این باره باید عنوان نمود که مقدار برابر با پخش همگن عرضی سراسر توده بوده و فقط برای کناره‌ها به کار نمی‌رود.

(5-3)- انتشار آلاینده در فضای محبوس بین ساختمان‌ها . . .

 اگر مقدار نسبت 1 < H/HB باشد، لذا تنها قسمت کوچکی از توده UF6 توسط فضای بین دیوارها محدود مي‌شود و قسمت بالای آن در پراکندگی آزاد بوده و مانند حالتی است که موانع موجود نبوده‌اند. در این وضعیت فرمول ذیل مورد استفاده قرار خواهد گرفت:

(5-13) . . .

هرگاه که توده UF6 به بالای ساختمان رسید و یا هنگامی که از فضای محصور بین آنها عبور نمود، در این هنگام مربوط به فضای آزاد بدون وجود موانع محاسبه خواهد گردید.

 5-1-2-2- تعیین غلظت آلاينده روی ساختمان ناشی از انتشار از درون منافذ و دریچه‌ها اگر آلاينده به طور ناگهانی در یک ساختمان به محیط اطراف نشت کند، در نهایت از طریق دودکش‌ها و یا منافذ روی سقف به بیرون ساختمان انتشار می¬یابد. توده آلاينده که در داخل ساختمان نشت کرده، تا وقتی‌که بخواهد از ساختمان خارج گردد و وارد فضای آزاد شود، با توجه به طبیعت واکنش پذیر بودن و يا عدم واكنش پذيري آن، ممكن است بسیار رقیق شده و در طول مسیر خود با مواد مختلف واکنش دهد. ذرات بزرگتر راديواكتيو نیز در بیشتر مواقع در فیلترهای موجود ته نشین شده و یا اصلاً به محیط بیرون ساختمان منتشر نمی¬شوند.
 بسیاری از مطالعات انجام گرفته در تونل باد در مورد غلظت بدون بعد، ناشی از پخش در موقعيت‌های مختلف روی ساختمان می‌باشند و حاصل این مطالعات فرمول ذيل خواهند بود:

(5-14) . . .

در این فرمول A بیانگر سطح ساختمانی است که انتشار در روی آن صورت می‌گیرد. منبع انتشار و گیرنده غلظت هر دو روی ساختمان و یا روی سطح هم‌جوار قرار گرفته‌اند. بیشینه¬ی غلظت‌ها روی ساختمان در فاصله r از منبع انتشار توسط فرمول‌های ذیل محاسبه خواهند شد:

 • در شرایطی که r/A1/2<1.73 بوده و منبع انتشار و گیرنده هر دو روی ساختمان و در فاصله بیش از دو سوم ساختمان قرار گرفته باشند:

(5-15) . . .

 • در شرایطی که r/A1/2<1.73 بوده و منبع انتشار و گیرنده هر دو روی ساختمان و در فاصله کمتر از یک سوم ساختمان قرار دارند:

(5-16) . . .

 در این معادلات، uH نشانگر سرعت باد در ارتفاع ساختمان و در جهت خلاف مسیر باد از ساختمان بوده و A نمایش دهنده سطح ساختمان است که حاصل ضرب HBWB مي‌باشد. اگر فاصله r (کوتاهترین فاصله بین منبع انتشار و گیرنده غلظت)کاهش یابد، نباید انتظار داشت که غلظت هم چنان افزایش پیدا کند، زیرا حداکثر غلظت مي‌تواند معادل منبع انتشار بوده و آن‌هم به شرطی که گیرنده همه برخورد مولکول‌ها را یادداشت نموده باشد:

 (5-17) . . .

 (Cmax=Q/volume flux from vent ) توجه داشته باشید که اگر یک جریان هوای مهم از دریچه خارج شود در نتیجه ممکن است توده را به بالا و یا به یک طرف منحرف نماید که در این صورت استفاده از فرمول‌های اخیر کمی محتاطانه خواهد بود.

 شکل (5-4)- شمایی از یک شیوه انتشار از طریق دریچه‌های روی ساختمان . . .

معادلات اخیر اغلب برای تخمین غلظت حداکثر توده در روی سطح ساختمان و هنگام انتشار به کار گرفته مي‌شوند و در مورد تعیین غلظت در جهات عرضی، عمودی و در غیر از امتداد مسیر جریان کاربردی ندارند. همانند فرمول‌های قبل با در نظر گرفتن محدودیت r/A1/2<1.73، برای تعیین غلظت نزدیک ساختمان نیز فرمول زیر پیشنهاد شده است:

 (5-18) . . .

 5-1-2-3- تعیین غلظت آلاينده نزدیک ساختمان ناشی از انتشار یک منبع روی ساختمان برای این شیوه انتشار از آلاينده، فرض مي‌شود که منبع آلودگی در روی یک ساختمان قرار داشته و می‌خواهیم غلظت آلاینده را در فاصله‌ای حدود 2 تا 5 برابر اندازه ساختمان محاسبه نماییم. در این حالت غلظت در جهت باد و در مسافت یاد شده به صورت یکنواخت در نظر گرفته مي‌شود. Wilson و Britter در سال 1982 فرمول زیر را برای تعیین غلظت در این شرایط پیشنهاد نمودند:

 (5-19) . . .

 هنگامی که: سطح بکار رفته در معادله اخیر برای ساختمان‌هایی که به صورت یک مانع در برابر جریان باد قرار گرفته‌اند، مساوی حاصلضرب W در H و برای آن‌هایی که به طور عرضی در مسیر جریان قرار دارند: خواهد بود. در شکل (5-5) شمایی از این حالت به نمایش گذاشته شده است.

شکل (5-5)- نمایی از انتشار آلاینده روی ساختمان و موقعیت بوجود . . .

5-1-2-4– سایر اثرات ساختمان سه اثر نام برده شده در قسمت‌های قبل، دارای فرمول‌های تجربی ساده شده‌ای هستند که باید با احتیاط بکار برده شوند. سایر اثرات ساختمان همچون وجود نرده و دیگر موانع موجود در مسیر جریان باد و به طبع آن در مسیر جریان توده، که باعث ایجاد تلاطم و اغتشاش شده و در نتیجه رقیق سازی گاز را تحت تاثیر قرار می‌دهند، در اين مبحث مورد بررسي قرار نگرفته‌اند. تاثیر ارتفاع ساختمان و دودکش هم یکی از اثراتی است که باید در مطالعات بعدی و توسط تونل باد در نظر گرفته شود.

براي دريافت اطلاعات كامل به كتاب ( مديريت بحران در حوادث هسته اي ) مراجعه فرمائيد




تشریح فرآیند غنی سازی اورانیوم توسط سانتریفوژ

خوراك هگزا فلوئوريد اورانيوم كه جهت فرآيند غني سازي توسط سانتريفوژ ، به كارخانه آورده مي شود ، مي تواند توسط سيلندرهاي X 48 يا Y 48 به واحد تامين خوراك كارخانه آورده شود .

واحد تغذية كارخانه از سه قسمت اصلي و يك واحد حمل و نقل تشكيل مي گردد .
سيلندرهاي مذكور شامل مادةUF6 در فاز گازي شكل مي باشد كه به مركز خوراك كارخانه آورده مي شود .
جدول ( 2-4 )- مقایسه روشهای مختلف جداسازی از نظر میزان

 Separation technology Field of use Production per year Cost Electromagnetic (mass-spectroscopy effect) universal tens of grams high Chemical & phys. processes (rectification, chem. exchange etc) light elements tons low Gas diffusion elements forming gas compounds thousands of tons middle Gas centrifuge elements forming gas compounds thousands of tons low Laser (optical) separation elements having isotope shift of spectrum lines kilograms middle Plasma ion-cyclotron effect (under developing – the USA, Russia) universal hundreds of kilograms middle

پس از عمليات غني سازي در سالن زنجيره و يا در واقع واحد آبشار ، محصول به همراه پسماند توليد شده از سالن زنجيره خارج و براي انجماد سازي به سالن مربوطه هدايت خواهد گرديد . در اين واحد نيز محصول به شكل جامد در مخازن مربوطه جمع آوري خواهد شد .
 مخازن محصول پس از تعيين و كنترل وزن و ميزان غناي اورانيوم جهت تبديل به اكسيد اورانيوم و ميلة سوخت به كارخانة سوخت هسته اي انتقال داده خواهد شد . فرآيند ذكر شده بطور خلاصه شامل مراحل آورده شده به شكل زير است : محصول غنی شده سالن غنی سازی مرکز حمل محصول مرکز انجماد سازی واحد مرکز خوراک اورانیوم طبیعی محصول تهی شده به شکل UF6 در حقيقت وظيفة اصلي واحد تغذيه خوراك ، تهيه و آماده سازي UF6 براي سالن زنجيره و يا در اصطلاح خود تـالار آبشـار مي باشد . اين خـوراك مي تواند توسط سيلندرهاي X 48 و يا Y 48 به سالن زنجيره انتقال پيدا نمايد .

در جدول ( 2-5 ) مشخصات سيلندرها و ساير اجزاء مورد نياز در طي فرآيند آورده شده است .

 2-5-1- قسمت تغذية خوراك خوراك اورانيوم بايد هنگام ارسال به سانتريفوژها داراي فشار پاييني جهت جداسازي ايزوتوپها در فرآيند باشد . مخزن نگهداري اورانيوم در داخل مخازن بزرگتري به شكـل استوانـه افقي قرار دارند كه اين مخـازن را اتوكـلاو مي نامند .
مخزن اتوكلاو به گونه اي ساخته مي شود كه از هرگونه نفوذ رطوبت به داخل آن جلوگيري شده و جهت اطمينان كار ، هواي داخل آن نيز تخليه شده و نيتروژن به جاي آن تزریق مي شود . با تنظيم دما و فشار داخل اتوكلاو ، هگزا فلوئوريد اورانيوم به حالت گازي شكل در مي آيد . البته بايد در نظر داشت كه اين فشار همچنان براي واحد غني سازي مناسب نبوده و بالاتر از مقدار مورد نياز مي باشد .
براي كاهش فشار گاز UF6 و ارسال آن به سالن زنجيره ، از شير كاهندة فشار استفاده خواهد گردید . يك مخزن ديگر نيز جهت كاهش نوسانات خوراك در فرآيند مورد استفاده واقع مي شود .
براي تبديل حالت جامد UF6 به حالت گازي ، بايد دماي سيلندر x 48 و يا y 48 در داخل اتوكلاو افزايش پيدا نمايد ، لذا براي تامين اين خواسته از اتوكلاو استفاده مي شود . مي توان با تنظيم دماي نيتروژن اطراف مخزن x 48 داخل اتوكلاو به حرارت مورد نظر دست يافت و چون دما با فشار رابطه مستقيم دارد ، بايد در نظر داشت كه افزايش دما باعث افزايش فشار خوراك نیز مي شود كه بدين جهت از كاهندة فشار استفاده خواهد گردید .
دستگاه سانتريفوژ همانگونه كه در قسمت هاي قبل گفته شد ، داراي يك راندماني مي باشد كه با ميزان خوراك و نيز ارتفاع دستگاه و سرعت دوراني آن وابسته است . يك نکته ديگر را هم بايد به آن اضافه نمود و آن اين است كه : دما نيز در اين فرآيند تاثير خواهد گذاشت . زيرا باعث تغيير در جرم حجمي گاز و نيز ساير نيروها در درون سانتريفوژ مي شود .
 جدول ( 2-5 )- مواد و مشخصات اجزاء سيستم

حداقل ضخامت ديواره ضخامت اسمي ديواره مواد وسايل mm 7/12 mm 16 كربن استيل A S T M A 516 سيلندرهاي UF6 (Y 48 وX 48 ) mm 8 mm 7/12 كربن استيل A S T M A 516 سيلندر محصول UF6 ( B30 ) 6/1mm 6/1 mm مونل / نيكل ASTM B162 بطري نمونه گيري ( s 1) 6/1mm mm 8/2 مونل / نيكل بطري نمونه گيري (s 2) not applicable mm 7/3 آلومينيوم و استينلس استيل لوله هاي محل عبور UF6 not applicable بيشتر ازmm 7/3 آلومينيوم و استينلس استيل شيرهاي UF6 not applicable mm 8 استینلس استيل تله هاي خنك كننده

 اورانيومي كه توسط كانتينر شماره x48 به واحد خوراك حمل مي شود ، داراي 711/0 درصد ايزوتوپ اورانيوم 235 مي باشد . اين ماده بصورت جامد بوده و در فشار پايين تر از اتمسفر و در دماي محدودي درون كانتينر نگهداري مي شود .

جدول ( 2-6 )- خلاصه برخی از مشخصات اتوکلاو
شکل ( 2-13 )

 Design parameters Main dimensions Design pressure Design temperature Operating Tmax Material UF6 bottles to be handled 6 bar abs./vacuum 130 °C 110 °C carbon steel 48Y, 30B Length Length with the rail Height Width Total weight 6320 mm 11500 mm 2800 mm 3620 mm 6700 kg

فشار خوراك توسط كاهش دما پايين آورده خواهد شد .
در قسمت خوراك موادي كه بايد تحت كنترل و بررسي قرار داشته باشند شامل :
1 – دماي مخزن UF6 : كه بايد در حدود 70 درجة سانتيگراد تنظيم گردد و در اين دما ، فشار تعادل معادل 8/1 بار ، خواهد بود پس از خروج گاز از مخزن و انتقال به سالن زنجيره ، فشار گاز درون سيلندر كاهش پيدا مي نمايد و مي توان با تامين حرارت مورد نياز ، مقداري از مايع درون مخزن را تبخير نموده و بدين ترتيب جريان ثابتي را به بيرون هدايت نمود .
2 – فشار مخزن تنظيم : فشار مخزن تنظيم كننده ، دقيقا هم اندازة فشار خروجي شير كاهنده است كه بايد در محدودة مورد نظر تحت كنترل باشد .

 2-5-2- قسمت غني سازي كار اصلي اين واحد ، جـداسازي ايزوتوپها از يكديگر است و خوراك ورودي به اين قسمت پس از طي عمليات جـداسازي به دو خروجـي تبـديل مي شود : ي
كي محصول دلخواه و
ديگري محصول حاوي اورانيوم تهي شده از ایزوتوپ 235 .

سپس اين دو محصول جهت فرآيند انجماد سازي به قسمت مورد نظر انتقال داده مي شوند . اورانيوم 235 داراي 3 نوترون كمتر از اورانیوم 238 است كه اين اختلاف وزن ناشي از تفاوت نوترونها ، عامل جداسازی در دستگاهي است كه روتور ناميده مي شود . روتور يك استوانة آلومينيومي شكل است كه با سرعت بالا در حالي كه خوراك به خط مركزي آن يعني محور استوانه تزريق مي شود مي چرخد در اين هنگام بدليل سرعت بالاي روتور ، ايزوتوپها كه تحت نيروي گريز از مركز قرار دارند به طرف ديواره حركت مي نمايند .

چون اورانيوم 238 سنگين تر از اورانيوم 235 است ، لذا غلظت آن در نزديكي ديواره بيشتر خواهد بود و در نتيجه با نزديك شدن به خط محوري استوانه ، غلظت 235 بيشتـر از 238 ميگردد .

 شكل ( 2-10 )- شكل مخزن UF6

با توجه به آنچه ذكر شد اين دو ايزوتوپ مي توانند از دو قسمت كه يكي نزديكي ديواره و ديگري در نزديكي محور مي باشد از سانتريفوژ خارج شوند . چنانچه در قبل نيز اشاره شد ، قبل از گازدهي بايد سيستم در وضعيت خلاء قرار گرفته باشد و هنگامي كه شير مخزن حاوي UF6 باز مي شود ، اين گاز با فشار 8/1 بار ، وارد يك شير كنترل سرعت جريان خواهد گردید كه قبل از كاهندة فشار قرار گرفته و داراي يك پس خـور مي باشـد . از آنجائيـكه ماشين هاي سانتريفوژ بر روي سرعت جريان حساس مي باشند ، اين جزء نيز بايد بوسيلة دبي سنج ديگري بعد از كاهنده فشار و قبل از ارسال به واحد آبشار كنترل گردد . كاهش فشار در واحد خوراك ، در يك و يا دو مرحله انجام خواهد گرفت و يك تانك تنظيم كننده جريان نيز در بالاي مسير جريان اتوكلاو جهت هر شير كاهنده فشار قرار داده شده است .

 شکل ( 2-11 )- نمایی از یک اتوکلاو افقی

شکل ( 2-12 )- حمل و نقل مخازن UF6

شکل ( 2-13 )- نحوه قرار گرفتن و اتصالات اتوکلاو افقی

 مشخصات اتوکلاو بكار رفته در شکل فوق به قرار ذیل می باشد : • اندازه هاي طراحی شامل : فشار طراحی : 6 بار مطلق / خلاء دمای طراحی : 130 درجه سانتیگراد حداکثر دمای کارکرد : 110 درجه سانتیگراد جنس : کربن استیل ظروف حامل UF6 : 48Y , 30B • اندازه های اصلی طول :6320 میلیمتر طول با احتساب ریل : 11500 میلیمتر ارتفاع : 2800 میلیمتر عرض : 3620 میلیمتر وزن کل : 6700 کیلوگرم

شکل ( 2-14 )- نمایی از سیلندر UF6 که در اتوکلاو قرار دارد

 شکل ( 2-15 )- نمایی از یک اتوکلاو عمودی

 شکل ( 2-16 )- نحوه قراردادن مخازن UF6 در اتوکلاو

تجهیزات بکار رفته در اتوکلاو افقي شامل : • درب اتوکلاو و آب بندی باز و بسته شدن درب این نوع اتوکلاو ، تحت فشار هوای 6 بار با تامین فشار لازم از یک کمپرسور صورت می گیرد .

 شکل ( 2-17 )- نمایی از نحوه قرار گرفتن سانتریفوژ

شکل ( 2-18 )- نمایی ديگر از نحوه قرار گرفتن سانتریفوژ

• سیستم تامین حرارت المنتهای الکتریکی با خروجی 160 کیلووات برای تامین دما و حرارت مورد نیاز بکار می روند . این المنتها بطور مارپیچ بدور اتوکلاو و داخل آن بین جداره قرار گرفته اند .

• خنک کننده حلقه خنک کننده با پره های بکار گرفته شده بر روی لوله های آن همانند المنتها بدور اتوکلاو قرار داده شده و بهمراه المنتها کار تنظیم دما را بر عهده خود دارد . مواد مورد استفاده در لوله های سیستم خنک کننده ، آهن 40 DN می باشد . شکل ( 2-19 )- نمای بالایی و لوله های متصل به سانتریفوژ
• توزین در اتوکلاو مورد بحث ، 4 عدد سنسور الکترونیکی برای اندازه گیری وزن بکار رفته است .
• تجهیزات نمونه گیری اتوکلاو میتواند مجهز به وسایل لازم جهت اندازه گیری نمونه های لازم از UF6 باشد . شکل ( 2-20 )- شماي فرآیند غنی سازی
• سیستم گردش هوا یک فن در اتوکلاو در بین المنتها و سیستم خنک کننده جهت تبادل دما و یکنواخت کردن آن در داخل اتوکلاو قرار گرفته است . در این فن یک تسمه موتور را به محور چرخشی متصل می نماید . شکل ( 2-21 )- اتصال سانتریفوژ به زمین
 • چرخش ، محورها و لوله فلزی مخزن UF6 در مدت انتقال UF6 ، مخزن مربوطه می تواند تا حدود 150 درجه چرخش نماید و این کار معمولا بطور دستی صورت می گیرد . بدین منظور لوله های انعطاف پذیر بکار برده خواهد شد . برای بستن درب اتوکلاو نیز از چرخ دنده های مخصوصی استفاده می شود .

شکل ( 2-22 )- شکل سانتریفوژ جریان مخالف

• بالابر و ریل برای انتقال مخزن UF6 به داخل اتوکلاو از یک بالابر مخصوص روی ریل که می تواند شامل مشخصات زیر باشد استفاده خواهد گردید : قدرت الکتریکی موتور : 5/1 کیلو وات سرعت انتقال : 5 متر در دقیقه حداکثر فاصله انتقال : حدود 32 متر وزن بالابر : 700 کیلو گرم وزن پایه برای مخزن 30B : 450 کیلوگرم

شکل ( 2-23 )- سالن زنجیره سانتریفوژ

 • عایق بندی حرارتی مواد عایق بندی از نوع SFS 3976-60M1.2-0 , 5P5 می باشد . 60 میلیمتر از پشم و شیشه بهمراه PVC و نیز ورق استیل به ضخامت 5/0 میلیمتر . در هر سانتريفوژ سه خط لوله قرار گرفته است كه در بالاي آن بوده و يكي براي محصول دلخواه و ديگري براي محصول تهي شده و سومي هم براي خـوراك ورودي به سانتريفـوژ مي باشد .
هر سه اين خطوط توسط شيـر به روتـور متصل هستنـد تا در صورت نياز مثلا : هنگام آسيب ديدگي بتوان جريان گازها را قطع نمود . علاوه بر سه قسمت قبلي ، يك لوله نيز نصب شده است تا در صورت نياز بتوان گاز موجود در سانتريفوژ را تخليه نمود . با توجه به چهار قسمت ذكر شده در بالاي هر روتور ، بايد چهار شير نيز در نظر گرفته شود كه قبل از اتصال هر يك از قسمتهاي مذكور به روتور در مسير آن براي قطع و وصل جريان گاز قرار بگيرد . فرآيند جداسازي در واحد غني سازي زنجيره اي ، در فشار پايين كار مي كند و چون حتي مقدار كمي از ناخالصي ، اثر نامطلوبي بر روي روتورها خواهد گذاشت ، لذا يك قسمت خالص سازي بايد با دقت ، كار خلوص را به انجام برساند . همانگونه كه از مطالب آورده شده در قبل معلوم مي گردد ، كار اين روتورها بر اساس اختلاف وزن موجود بين ايزوتوپها مي باشد .

شکل ( 2-24 )- مراحل فرآیند فرآوري و غني سازي اورانيوم خوراك تازه از 711/0 درصد اورانيوم 235 تشكيل شده است كه بايد به حدود غناي 4 تا 5 درصد براي سوخت مورد تقاضا برسد . از آنجائيكه به علت اختلاف وزني ناچيز اين دو ايزوتوپ ، رسيدن به غناي مورد نظر با استفاده از يك روتور مقدور نيست ، بنابراين از يك زنجيره از سانتریفوژها كه بطور سري قرار گرفته اند استفاده خواهد شد .
فاكتور جداسازي براي روتور براساس درصد وزني 235 به 238 در محصول بدست آمده از آن ، متناظر با سرعت خوراك ورودي معلوم مي باشد . اين فاكتور بوسيلة كه بين 18/1 تا 2/1 مي باشد ، نمايش داده مي شود .
در هرحال هر روتور اين درصد را افزايش خواهد داد و با توجه به فاكتور 2/1 براي هر روتور بخوبي مي توان دريافت كه براي رسيدن به غلظت مورد نظر بايد تعداد زيادي دستگاه سانتريفوژ بطور سري كار كنند و با ارسال محصول هر مجموعه از روتورها به روتورهای بعدي و نيز بازگشت اورانيوم تهي شده از هر مجموعه روتور به روتورهای قبلي ، به درصد مورد نياز دست خواهيم يافت . در واقع يك زنجيره از روتورها ، غنا در محصول را تا 5 درصد و نيز ميزان 235 در پسماند را به حدود 2/0 درصد خواهد رسانيد .

 2-5-3- واحد جامد سازي در قسمت جامد سازي ، محصول و پسماند بدست آمده از واحد غني سازي ( سالن زنجيره ) ، بطور جداگانه در دو مخزن نگهداري مي شود و اين عمليات طي دو مرحله صورت خواهد پذيرفت :

 2-5-3-1- مرحلة اول : جمع آوري گاز خروجي گاز خروجي از سالن زنجيره در يك تله خنك كننده در دماي پايين منتقل شده و پس از انتقال حرارت بين گاز ورودي به تله و نيز جدارة آن ، دماي گاز پايين آمده و به شكل جامد در خواهد آمد . براي خنك نمودن تله ، از نيتروژن مايع استفاده مي شود و براي حذف انتقال حرارت با محيط اطراف ، تله بايد بطور كامل و مناسب عايق بندي شود . براي اينكه بتوان پس از پرشدن تلة خنك كننده ، عمليات ذخيره سازي را ادامه داد ، از دو تله بصورت موازي استفاده خواهد شد و در اين هنگام شير نصب شده بر سر راه ورود گاز به تله ، جريان را به تله دوم هدايت مي نمايد.

 2-5-3-2- مرحله دوم : تبديل هگزا فلوئوريد جامد به مايع و نگهداري در مخازن مربوطه در اين مرحله دماي تله خنك كننده توسط بخار و يا آب گرم بالا خواهد رفت . به هرحال بايد در نظر داشت كه : با افزايش دما ، فشار گاز نيز افزايش يافته و در هر دمايي تعادلي بين فاز مايع و گاز بوجود خواهد آمد . در اين زمان شير خروجي تله باز شده و مايع UF6 از پايين تله ، به مخزن جمع آوري فرستاده مي شود و در مخزن ، بصورت جامد در خواهد آمد . بوسيلة يك ردياب الكتريكي كه در مسير جريان مايع تا مخزن نگهداري قرار گرفته است ، كل مسير تحت كنترل قرار مي گیرد تا احيانا مايع UF6 بصورت جامد در خط لوله ظاهر نشده و باعث قطع جريان در مسير نگردد .

 2-5-3-3- وسايل مورد استفاده جهت جامد سازي با توجه به محصولات توليدي در سالن زنجيره و مواد باقيمانده از فرآيند غني سازي 6 تله مورد نياز خواهد بود كه براي محصول دلخواه و تهي شده هر كدام دو تله و نيز دو تله هم براي پسماند ( مواد باقیمانده در مواقعی که دستگاه از کار افتاده و نیاز به بازسازی دارد ) در نظر گرفته مي شود .

از آنجائيكه فشار گاز خروجي از سالن زنجيره حدود 5 ميلي بار است ، پس از ورود به تله خنك كننده و تبديل به فاز جامد از حجم ماده كاسته شده و بدين ترتيب با ايجاد كاهش فشار و خلاء ، باعث مي شود تا گاز انتقال يافته به داخل تله مكش شود . گاز UF6 پس از ورود به تله هاي خنك كننده و با افت حرارتي در آن تله ها ، ابتدا به مايع و سپس در فشار و دماي تعادل ، به فاز جامد تبديل خواهد شد و با توجه به اينكه مقدار محصول مورد نياز در مقايسه با اورانيوم تهي شده حجم بسيار كمتري را دارد ، لذا مخزن انباشت آن نيز می تواند كوچكتر باشد .
در قبل ذكر شد كه : تله خنك كننده به يك پمپ خلاء وصل مي باشد و چون گاز خروجي از تله داراي UF6 است و هنگام آسيب ديدگي پمپ ، ممكن است به محيط نشت پيدا كند ، لذا يك تله شيميايي در مسير خنك كننده با پمپ قرار گرفته است . تله شيميايي از NaF و يا NaOH انباشته شده است كه با ايجاد كمپلكس با UF6 باعث عدم نشت آن به محيط مي شود .

2-5-3-4- روش جامد سازي قبل از ورود گاز به تله خنك كننده ، تله هاي مورد استفاده بايد داراي خلاء كافي جهت فرآيند مربوطه باشند كه اين عمل توسط پمپ هاي خلاء انجام مي گيرد . پس از خلاء نمودن ديواره تله ، اتانول بين اين جداره تزريق شده و سپس نيتروژن مايع به دور جداره فرستاده مي شود . پس از ورود گاز UF6 به تله و تماس با ديواره ، انتقال حرارت صورت گرفته و با سرد شدن گاز UF6 فشار آن نيز كاهش پيدا مي نمايد . در ابتداي كار و قبل از انجماد گاز UF6 ، ميزان افت فشار ناچيزی ایجاد مي شود اما پس از ايجاد كريستالهاي جامد UF6 ، دما و فشار كاهش محسوسي پيدا خواهد نمود . مجموعه پوسته خنك كننده بايد بتواند UF6 را سرد و جامد نمايد .
دما براي اين فرآيند حدود 100- درجه سانتيگراد مي باشد و با تنظيم جريان نيتروژن ، كنترل خواهد گرديد . چنانچه دما كاهش يابد باعث مي شود تا الكل موجود منجمد شده و در انتقال حرارت اختلال ايجاد گردد . موقعي كه تمام سطح بستر تله خنك كننده از بلورهاي UF6 پوشيده شد ، به دليل ايجاد مقاومت حرارتي ، راندمان كار پايين خواهد آمد كه در اين مرحله گاز به تله دوم كه از قبل تدارك ديده شده است هدايت مي شود . پس از قطع جريان گاز تله اول ، جريان نيتروژن نيز قطع خواهد شد و پس از قطع جريان نيتروژن ، بدليل انتقال حرارت جابجايي طبيعي ، دماي مخزن مقداري بالا مي رود و بعد از آن نيز الكل توسط شير تعبيه شده از مخزن خارج مي گردد .
بدليل عايق بندي مخزن مذكور ، حرارت به ميزان ناچيزي وارد تله خواهد شد ، در ضمن از آنجائيكه مقداري الكل پس از خروج آن ، در بين جداره باقي مانده است لذا براي خارج كردن آن ، از نيتروژن استفاده مي شود كه خود باعث افت دما در تله خواهد شد . جريان نيتروژن باعث خروج الكل از مجـاري شده و چـون نمي خواهيـم به محيط بيرون سرايت نمايـد لذا آنرا به فاضلاب هدايت مي نماييم . پس از اطمينان يافتن از خروج الكل از جداره و اينكه دما به حد كافي افزايش يافته است ، جريان گرم را به درون جداره خواهيم فرستاد . جريان گرم بايد دماي مخزن را افزايش دهد .
بدليل محدود بودن حجم مخزن و نيز بسته بودن شيرهاي خروجي ، افزايش دما باعث افزايش فشار گاز شده و در دماي معين ، تعادلي بين دو فاز جامد و گاز ايجاد خواهد شد . در دماي 64 درجه سانتيگراد و فشار 5/1 بار ، هگزا فلوئوريد اورانيوم جامد ، شروع به ذوب شدن مي نمايد كه اين دما ، نقطه تعادل سه گانه فازها خواهد بود و تا همه جامد به مايع تبديل نشده است ، دماي مخلوط افزايش پيدا نخواهد نمود . مخازني كه UF6 خارج شده از تله هاي خنك كننده را نگهداري مي كنند ، بايد قبل از ورود UF6 به درون آنها ، توسط شستشو و نيز تميز نمودن همه آلودگيهاي احتمالي ، آماده سازي شده باشند و پس از خشك نمودن بايد آنرا تحت خلاء درآورده ، فشار خلاء نيز 1 اتمسفر باشد . بنابر اين چنانچه 10 درصد از حجم مخزن خالي باشد ، فشار خلاء آن بايد حدود 100 ميلي بار و يا 10 كيلو پاسكال باشد .
 يعني فشار خلائي معادل 100 ميلي بار كفايت مي نماید . پس از آماده سازي مخزن نگهداري ، آنرا در نزديك تله خنك كننده و در پايين دست آن قرار مي دهند . سپس خروجي تله توسط يك خط لوله به شير مخزن هدايت خواهد گرديد . دماي اين خط لوله بايد حدود 80 درجه سانتيگراد ثابت باقي بماند تا مانع از انجماد UF6 شود . پس از باز كردن شير رابط ، جريان UF6 مايع ، وارد مخزن شده و با پايين آمدن فشار آن ، به گاز تبديل خواهد شد . لذا مخزن بايد مجددا تا دماي محيط خنك شود . پ
س از اين مرحله و كاهش فشار كه باعث گازي شدن UF6 مي گردد و نيز كاهش دماي مخزن ، همزمان با انجماد UF6 تعادلي بين فاز جامد و گاز ايجاد خواهد شد و اين اتفاق در دماي 20 درجه سانتيگراد و فشار 1/0 بار صورت مي گيرد . پس از ورود همة مايع به مخزن ، فشار تله خنك كننده به 1/0 بار كاهش پيدا مي نمايد كه اين مسئله ، خود نشان دهنده تخليه شدن تله خنك كننده خواهد بود . در اين زمان شير خروجي تله و نيز ورودي مخزن بسته شده و از آن جدا مي شود .
با تخليه يك تله خنك كننده ، مخزن نگهداري پر نشده و بايد تا مرتبه بعدي بارگيري از تله بعدي ، در دماي 25 درجه و فشار 1/0 بار نگهداري شود زيرا در اين دما و فشار ، مايع UF6 به راحتي مي تواند جريان داشته باشد . بعد از بستن شير خروجي ، تله خنك كننده پر از گاز UF6 در دماي 80 درجه سانتيگراد خواهد شد و اين گاز بايد قبل از مرحله بعدي جامد سازي خنك شود . البته بستن شير خروجي خود باعث مي شود تا در مرحله بعدي ايجاد خلاء در تله ها ، از افت انرژي خلاء سازي جلوگيري شود . قبل از باز كردن شير پسماند ، جريان گرم بسته خواهد شد و هواي فشرده به جاي آن تزريق شده ، در نهايت الكل بين جداره فرستاده خواهد گرديد .
در اين هنگام شير بسته مي شود . سپس نيتروژن مايع نيز پيرامون آن تغذيه خواهد شد . نظر به اينكه فشار تله در حدود 1/0 بار است ، پس از سرد شدن تله در 20 درجه سانتيگراد ، گاز UF6 شروع به جامد شدن نموده در نتيجه فشار كاهش خواهد يافت . همة UF6 در دماي 70- درجه سانتيگراد جامد خواهد شد و بنابراين باز هم فشار كاهش مي يابد و در اين زمان شير پسماند مي تواند باز شود . مواردي كه بايد در طول اين فرآيند تحت كنترل قرار داشته باشد شامل : سرعت جريان نيتروژن مايع و سيال گرم بخار مي باشد . نيتروژن در اطراف پوسته ، بايد در دمايي حدود 100- درجه جريان داشته و چنانچه دما در كمتر از اين مقدار تنظيم شود ، همان گونه كه قبلا ذكر شده است ، باعث انجماد الكل و در نتيجه كاهش انتقال حرارت خواهد گرديد . دمايي كه براي كنترل محاسبه مي شود مي تواند ، دماي ديواره و يا دماي خود الكل باشد .
سرعت جريان بخار نيز بايد به گونه اي تحت كنترل قرار گيرد كه دمايي در حدود 80 تا 90 درجه سانتيگراد را ايجاد نمايد . در هرحال بايد در نظر داشت كه فشار و دما وابسته به يكديگر بوده و با افزايش هر كدام تحت شرايط ثابت از نظر حجم ، ديگري هم افزايش پيدا خواهد نمود و با توجه به وابستگي اين دو گزينه نسبت به يكديگر ، فشار حدود 3/2 تا 5/3 اتمسفر قرار خواهد داشت .

برگرفته از كتاب : ( بررسي توليد و انتشار سم HF در فرآيند غني سازي اورانيوم )



روش سانتریفوژ در فرآیند غنی سازی اورانیوم

روش جداسازي توسط سانتريفوژ از حدود يكصد سال پيش آغاز شده است . . .

 در سال 1919 اين روش جهت جداسازي گازها مورد استفاده قرار گرفت و جهت حذف حركات لرزشی و جريان انتقال حرارت بين محيط و خود سانتريفوژ ، بايد در خلاء مورد استفاده واقع گردد .
در اين ميان جهت غني سازي اورانيوم ، شرط اصلي اين است كه در روش سانتريفوژ ، مادة اورانيوم بصورت گازي شكل درآيد . چون تنها فلوئور داراي يك ايزوتوپ پايدار است ، لذا در تركيب با انواع ايزوتوپ هاي اورانيوم به صورت هگزا فلوئوريد اورانيوم ، داراي شكل گازي بوده علاوه بر اين با توجه به تك بودن ايزوتوپ فلوئور ، در تركيب با ايزوتوپ هاي متفاوت اورانيوم داراي وزن مولكولي متفاوت خواهد بود و بدين سان قابليت استفاده در دستگاه سانتريفوژ را پيدا می نماید .
در سال 1930 از سانتريفوژهاي با جريان همسو استفاده مي شد و در اين حالت مادة تغذيه شده به دستگاه ، از درون لوله اي كه در مركز درپوش بالايي سانتريفوژ قرار دارد وارد شده و پس از اعمال نيرو بر آن ، مولكولهاي سبك به اطراف محور مركزي و مولكولهاي سنگين بيشتر به طرف جدارة دستگاه حركت مي نمایند و توسط مجـراهايي كه براي خروج آن در نظـر گرفتـه شده است از سانتريفـوژ خارج مي گردند . چنين دستگاههايي داراي دو نقص عمده بود :
يكي بازده كم و
ديگري خارج كردن مولكولهاي سبك از محور آن زيرا در اين قسمت فشار كم مي باشد . ف

رآيند غني سازي توسط سانتريفوژ در اروپا نيز از حدود 30 سال پيش آغاز شده است و كشور ما ايران هم در چند سال اخير به اين سمت حركت نموده است و با توجه به تجربة ساير كشورها و امكانات خود در اين زمينه تلاش فراواني را آغاز نموده تا به اين صنعت پيشرفته دنيا دست پيدا نمايد .

شکل ( 2-3 )- قسمتهای مختلف سانتریفوژ

مشكلات موجود در مورد دستگاههاي جريان همسو باعث شد تا روش ديگري كه جريان مخالف نام دارد ، ابداع شود . در اين دستگاه خوراك اورانيوم از ميان محور چرخشي وارد شده و با حركت در طول محور و جداره ، در دو جهت مختلف موجب اختلاف غلظت ايزوتوپ ها در طول محور مي گردد . در نتيجه مي توان ايزوتوپ هاي سبك و سنگين را در دو انتهاي محور و در نزديك جداره برداشت نمود . چون فشار در كنار ديواره زياد است ، لذا خروج محصول و ايزوتوپ سبك مشكلي را بوجود نخواهد آورد .

شکل ( 2-4 )- نمای درونی یک سانتریفوژ

برگرفته از كتاب : ( بررسي توليد و انتشار سم HF در فرآيند غني سازي اورانيوم )




روش لیزر در فرآیند غنی سازی اورانیوم

روش ليزر جهت جداسازي ايزوتوپ ها ابتدا در دوران جنگ جهاني دوم در ابتدا مورد استفاده قرار گرفت . اگر بخواهيم در بين همة روشهاي غني سازي ، این روش را مورد مقايسه قرار دهيم ، باید اذعان نمود که : نسبت به ديگر روشها توفيق زيادي را بدست نياورده است . قابليت تنظيم طول موج در ليزرهاي رنگي ، امكان استفاده از اين روش را براي جدا سازي ايزوتوپ هاي مختلف يك عنصر ايجاد كرده است . جابجايي بينابي ايزوتوپ هاي هر عنصري از جمله اورانيوم ، اساس جداسازي در روش ليزر را تشكيل ميدهد . دو نوع متفاوت جدا سازي با ليزر وجود دارد يكي جداسازي اتمي و ديگري جداسازي مولكولي . براي جداسازي در روش اتمي ، فرآيند يونش فوتوني چند مرحله اي بكار گرفته شده و در حين اين مراحل ، بخار اورانيوم با ليزرهاي با طول موج متفاوت يونيزه مي شود و سپس اتمهاي مورد نظر به روش الكترومغناطيسي جذب خواهند گرديد . علت استفادة چند مرحله ای در فرآيند جداسازي اتمي ، محدوديت بازده ليزرهاي رنگي قابل تنظيم مي باشد . در روش جداسازي مولكولي از فرآيند هاي فاز گازي استفاده شده و از فاز هاي مايع و جامد كه در آنها اثر ايزوتوپي تحت تاثير گستردگي خطوط انرژي بيناب قرار مي گيرد اجتناب گرديده است .




فرآیند جت در غنی سازی اورانیوم

در اين روش كه توسط بكر ( Backer ) در آلمان توسعه يافته و به مرحلة نيمه صنعتي رسيد ، از روش نيروي گريز از مركز بصورت آئروديناميكي استفاده ميشود . در اين فرآيند مادة اوليه مركب از 5% UF6 و 95% هيدروژن است . قطر دايره 1/0 ميليمتر و سرعت گاز در سطح دايره 3 برابر سرعت صوت و فاكتور جدا سازي در هر مرحله 02/1 مي باشد . اين روش بدليل مصرف زياد انرژي ، مورد استفاده قرار نگرفته است . جدا سازي ايزوتوپ ها به اين ترتيب صورت مي گيرد كه : هر دو نوع ایزوتوپ ، با سرعت زياد از سطح دايره اي شكل عبور كرده و در قسمت انتهايي آن از هم جدا مي شوند .




روش پخش گازی در فرآیند غنی سازی اورانیوم

اگر محفظه اي را در نظر بگيريم كه از گازهاي يك ماده با ايزوتوپهاي مختلف پر شده باشد و از نظر دما شرايط يكساني را براي همة مولكولهاي گاز ايجاد نماييم بطوريكه در تعادل با دماي محيط باشد ، لذا با توجه به بقاي جرم و انرژي ، انرژی جنبشي تمام مولكولهاي گاز يكسان خواهد بود . حال آنكه سرعت مولكولهاي سبك و سنگين تفاوت خواهند داشت . مولكولهاي سبك تر سرعت بيشتري داشته و تعداد برخوردهاي زيادتري را با جدارة ظـرف انجـام مي دهند . اين مسئله باعث شده تا روش ديگري جهت جداسازي ايزوتوپها كشف و مورد استفاده قرار گيرد . اين فرآيند كه بنام فرآيند پخش گازي مرسوم است در سال 1846 توسط گراهام كشف و معرفي گرديد . شرط افزايش راندمان و جلوگيري از برخورد مولكول ها با يكديگر كه مانع از برخورد با جداره و عبور از منافذ جداره مي شود ، آن است كه : قطر منفذ هاي در نظر گرفته شده در جدارة ظرف از مسافت آزاد متوسط بيشتر نباشد .