شاخ و شانه کشیدنِ آمریکا و کره شمالی، زمین را از بین می برد؟

هفته نامه کرگدن - المیرا حسینی: گفت و گو با احمد شیرزاد، استاد فیزیک؛ آیا این روزها که امریکا و کره شمالی رودرروی هم ایستاده اند و برای یکدیگر شاخ و شانه می کشند، مردم دنیا باید نگران موجودیت کره زمین باشند؟

دنیا تا پیش از روز دوشنبه، ۶ اوت ۱۹۴۵، چنین چیزی را تجربه نکرده بود؛ نه در جنگ جهانی اول و تلفات میلیونی اش و نه در جنگ جهانی دوم که آتشش به دست دیوانه مردی به نام هیتلر برافروخته شده بود. مردم هیروشیما اولین قربانی بمب اتم بودند و دو روز بعد هم مردم ناگازاکی به این مصیبت دچار شدند. پس از آن هر چند کشورهای گوناگون به بهانه های مختلف دست به تولید و نگهداشت سلاح های هسته ای زدند، اما کسی آن را وسیله حمله به دشمن خود قرار نداد.

این روزها که امریکا و کره شمالی رو در روی هم ایستاده اند و برای یکدیگر شاخ و شانه می کشند، مردم دنیا بار دیگر نگرانند؛ بسیار نگران تر از گذشته، زیرا تبعات بمب اتم را دیده اند و دیگر این موجود برایشان ناشناخته نیست.

در میان این نگرانی ها، کسانی هم هستند که با ایجاد شایعه، فضا را بیش از پیش متشنج می کنند. در رابطه با این شایعات و واقعیت های جنگ هسته ای به سراغ دکتر احمد شیرزاد رفتیم که هم سابقه نمایندگی مجلس ششم را دارد، هم به سبب رشت تحصیلی اش که دکترای فیزیک ذرات بنیادین از دانشگاه شریف است، می تواند موضوع جنگ هسته ای را از نظرگاه علمی بررسی کند.

درباره تاثیراتی که یک جنگ هسته ای می تواند بر زیست ما روی کره زمین داشته باشد، صحبت های زیادی مطرح می شود. یکی از جنجالی ترین شایعاتی که می خواهم صحت و سقمش را از شما جویا شوم این است: انفجارهای هسته ای متوالی می توانند زمین را از مدارش خارج کنند؛ آیا این گفته صحت دارد؟

در انفجارهای هسته ای قدرت انفجارها را بر حسب معادل تی.ا.تی می سنجند؛ یعنی یک بمب هسته ای معادل چه مقدار تی.ان.تی قدرت تخریبی دارد. بمب های هسته ای از بمب های متعارف بسیار قوی تر هستند، مثلا گفته می شود قدرت تخریبی بمبی که در هیروشیما منفجر شد برابر 16 هزار تی.ان.تی بوده است؛ ولی بمب اتم در مقایسه با پدیده های طبیعی بسیار بسیار ضعیف تر است و مثلا آن انرژی که در آتشفشان ها و در زلزله آزاد می شود، به مراتب خیلی بزرگ تر است (مقدار دقیقش در خاطرم نیست) و شاید قابل قیاس با بمب اتم نباشد؛ اما یک انفجار آتشفشانی هم نمی تواند مدار زمین را دستخوش تغییر کند.

جرم موادی که بر اثر آتشفشان به هوا پرتاب می شود، همچنین موادی که در یک انفجار هسته ای پرتاب می شود، در مقایسه با جرم کره زمین بسیار ناچیز است و نمی تواند اثری روی حرکت زمین داشته باشد. بنابراین این حرف ها افسانه ای است و صحت ندارد.

یکی دیگر از صحبت هایی که مطرح است، این است که اگر این بمب، به جایی بخورد که گسل زمین باشد، می تواند ایجاد زمین لرزه کند و یکی از دلایلی که در کره شمالی چند بار زلزله آمده، بر اثر همین اتفاقات بوده است. آیا چنین چیزی صحت دارد؟

ببینید وقتی در نقطه ای انفجار هسته ای اتفاق می افتد، لرزه ای ایجاد می شود که لرزه نگارها می توانند آن را ثبت کنند، ولی این که فکر کنیم یک انفجار هسته ای انرژی ذخیره شده در گسل زمین را آزاد کند، این از آن حرف هایی است که خیلی نمی شود باور کرد و هنوز اثبات نشده است. تعداد زمین لرزه های زمین بسیار زیاد است و گوشه و کنار جهان این رویداد به طور مرتب در حال رخ دادن است. این که تصور کنیم انفجار هسته ای خاص باعث این امر شده، اثبات شده نیست و سندی ندارد.

پس دقیقا چه چیزی در جنگ های هسته ای نگران کننده است؟

انرژی زیادی که در یک محیط کوچک ناگهان آزاد می شود؛ در زمان بسیار کوتاهی تمام آثار حیاتی را از بین می برد و این مسئله ای روشن است. علاوه بر این تخریبی ایجاد می کند که بسیاری از تاسیسات و بناها و امکاناتی را که انسان روی زمین ایجاد کرده، در شعاعی که شعاع تاثیر انفجار است، از بین خواهدبرد. علاوه بر این ها ماندگاری مواد رادیواکتیو مشکل ساز است که این از همه بدتر است؛ یعنی نسبت به انفجارهای نامتعارف، آن چیزی که انفجارهای هسته ای را خیلی خطرناک تر می کند، ماندگاری مواد رادیواکتیو روی زمین است.

به طوری که انفجار نیروگاه چرنوبیل در اوکراین با این که انفجار تخریبی یا جنگی نبود، باعث شد برای سال ها منطقه بزرگی را تخلیه کنند و از ترس اشاعه مواد رادیواکتیوی که در آن محل بود، کلا عبور و مرور انسان ها را در آن حیطه ممنوع و قدغن کنند.

آنچه بسیار نگران کننده است، همین ماندگاری مواد رادیواکتیو روی زمین است، چون درصد کوچکی از این مواد، حتی چندین میلی گرم، اگر اطراف انسان ها باشد می تواند پرتوزایی بسیار خطرناکی داشته باشد. سرطانزایی دارد و سوختگی های بسیار ماندگاری خواهدداشت. کسانی که در زمینه پزشکی هسته ای کار می کنند، اطلاعات بیشتری در این زمینه دارند.

ماندگاری این مواد چقدر است؟

اورانیوم در طبیعت دو ایزوتوپ مهم دارد؛ یک ایزوتوپ 238 که فراوان است و خاصیت پرتوزایی ندارد و یک ایزوتوپ 235 که رادیواکتیو است و به میزان اندکی در طبیعت موجود. ایزوتوپ های دیگری هم دارد که کم اهمیت تر هستند. اورانیوم نیمه عمر خیلی طولانی و در حد میلیون سال دارد و نیمه عمر طولانی یعنی پرتوزایی اندک. با این وجود اگر غلظت اورانیوم، به خصوص اورانیوم 235 در یک محل زیاد باشد، قطعا می تواند عوارض زیستی برای مردم آن محل داشته باشد.

حتی کسانی که در نزدیکی معادن اورانیوم زندگی می کنند، دچار اختلالات سرطانی می شوند؛ ولی اگر این کار به طور مصنوعی صورت بگیرد، یعنی اورانیوم غنی سازی شود و درصد اورانیوم 235 زیاد شود، پرتوزایی خیلی بالا خواهدرفت؛ اما یکی از بدترین مواد رادیواکتیو که فوق العاده نگران کننده است، پلوتونیوم است. پلوتونیوم یک ماده رادیواکتیو است که نیمه عمرش حدود ده هزار سال است.

با اورانیوم طبیعی که در زمین است می شود کنار آمد و فقط کافی است غلظت آن را کم کرد تا آرام آرام خودش از بین برود، اما ده هزار سال آن قدر کند است که در حدی نیست که بتوانیم مدت کوتاهی از آن نگهداری کنیم تا تمام شود.

از طرفی ده هزار سال در مقایسه با نیمه عمر اورانیوم خیلی کوتاه است و به این معنی است که این ماده شدیدا رادیواکتیو است، اما این میزان در مقایسه با عمر انسان ها و عمر تمدن ها دوره ای خیلی طولانی است. به همین جهت است که مخالفین نیروگاه های هسته ای به انباشت زباله های هسته ای اعتراض دارند و می گویند ما نمی توانیم تضمین کنیم روشی پیدا می کنیم که این زباله های هسته ای برای یک دوره بسیار طولانی ده هزار ساله در محل امنی نگهداری شوند.

البته طی کردن یک نیمه عمر به معنی تمام شدن ماده رادیواکتیو و از بین رفتن آن نیست، بلکه نصف می شود و در صورت زیاد بودن مقدار این ماده، نصف آن هم می تواند خطرناک باشد و به این معنی است که یک توده زباله هسته ای می تواند برای چند ده هزار سال خطرناک باشد و ما هیچ روش مطمئنی برای این مدت طولانی نمی توانیم پیدا کنیم.

اگر در بیابان ها دفنش کنیم، ممکن است بر اثر عوامل طبیعی در محیط پخش شود. زیر خروارها بتن هم پنهانش کنیم، کسی نمی داند طی پانصد یا هزار سال بعد چه اتفاقی خواهد افتاد و آیا یک انفجار با پدیده طبیعی آن را روی زمین خواهد آورد یا خیر.

از این رو کسانی که نگران سرنوشت بشر هستند؛ می گویند بهتر است ما این زباله ها را اصلا تولید نکنیم. نکته مهم در مورد بمب های اتمی این است که وقتی یک بمب این چنینی استفاده می شود، انبوهی از این زباله ها به طور کنترل نشده در محیط پخش می شوند و این مسئله فاجعه آفرین است.

جنس بمب های اتم بیشتر از اورانیوم ۲۳۴۵ است یا ۲۳۸ یا پلوتونیوم؟

اورانیوم 238 پرتوزایی ندارد. بمب ها یا از نوع اورانیوم 235 هستند یا پلوتونیوم. مثلا واکنش های هسته ای که کره شمالی در حال حاضر انجام می دهد، از نوع پلوتونیوم است. آزمایش های هسته ای که پاکستانی ها انجام دادند، از نوع اورانیوم 235 بوده است. برای یک بمب هسته ای حدود ده کیلوگرم پلوتونیوم کفایت می کند، ولی اگر از اورانیوم 235 استفاده شود، حدود سی کیلوگرم اورانیوم نود درصد غنی شده یا حتی بیشتر نیاز است.

ممکن است سوالم ابتدایی به نظر برسد، اما ممکن است هنوز برای خیلی ها این سوال وجود داشته باشد که غنی سازی به چه معناست؟ این که می گویید اورانیوم را باید تا نود درصد غنی کنند تا بشود از آن بمب تهیه کرد، یعنی چه؟ در عملیات غنی سازی چه اتفاقی برای اورانیوم می افتد؟

اورانیومی که در طبیعت و روی کره زمین وجود دارد، حدود نود و نه و نیم درصد ای جنس اورانیوم ۲۳۸ است که رادیواکتیو نیست و پرتوزایی ندارد و نه در نیروگاه ها فایده خاصی دارد و نه به عنوان بمب هسته ای قابل استفاده است. اورانیوم ۲۳۸ فقط فلزی بسیار سنگین است و چگالی آن از چگالی طلا هم بسیار بیشتر است.

یک وزنه یک کیلوگرمی از اورانیوم حجم بسیار کوچکی در حد یک گلوله کوچک به اندازه تیله های اسباب بازی خواهدداشت. به همین سبب در بعضی از بمب های تخریبی به عنوان ماده ای که بسیار سنگین است، استفاده می شود. بنابراین در بمب هایی که جنبه تخریبی دارند استفاده می شود و وقتی که بخواهند وزن بسیار زیادی را یک دفعه بر یک نقطه فرو بریزند، مثلا به عنوان سنگرشکن با کمک به مواد انفجاری از آن استفاده می شود، اما خودش جنبه انفجاری ندارد. آن ایزوتوپ یا نوعی از اورانیوم که مفید است و پرتوزایی دارد و قابل استفاده است، اورانیوم 235 است.

وقتی خاک معدن اورانیوم را می گیرند، مواد متفاوتی در آن هست مثل سیلیس و شن و خاک و... بعد از جداسازی این مواد اورانیوم تقریبا خالص به دست می آید. مثلا کیک زرد که حتما نام آن را شنیده اید، اورانیوم خالص نیست و حدود هفتاد درصد خلوص دارد که باید خلوص آن را بالا ببرند، درست مثل کاری که برای هر فلز دیگری انجام می شود.

بعد از انجام این کارها باید اورانیوم را غنی سازی کنند. به این معنی که باید درصد اورانیوم 235 را در آن بالاتر ببرند. به این کار غنی سازی می گویند. برای این کار هم فرایندهایی لازم است. اول اورانیوم را به یک ترکیب گازی تبدیل می کنند که معمولا گاز UF6 است یعنی یک اتم اورانیوم در کنار 6 اتم فلوئور. این ترکیب گازی است که در آن اورانیوم 235 حدود نیم درصد و بقیه اش اورانیوم 238 است. این ترکیب گازی باید در دستگاه هایی قرار بگیرد که درصد 235 را بالاتر ببرید.

اگر نمونه طبیعی نیم درصد اورانیوم 235 دارد، بعد از غنی شدن این مقدار به 4، 5 درصد می رسد که در نیروگاه استفاده می شود. بعد این گاز UF6 که اورانیومش غنی شده را باید دوباره برگردانند و تبدیل به فلز اورانیوم کنند و آن فلز اورانیوم را به عنوان سوخت در استفاده های صلح آمیز برای تولید انرژی مصرف کنند. برای استفاده تخریبی و بمب های هسته ای باید این غنی سازی را ادامه دهند تا حدود 90 درصد. یعنی 90 درصد اورانیوم 235داشته باشیم. حداقل هم چیزی حدود 30 کیلوگرم از اورانیوم 235 با خلوص 90 درصد برای این کار لازم است.

پلوتونیوم به چه شکلی است؟ این عنصر هم همین روند را طی می کند؟

پلوتونیوم یک عنصر شدیدا رادیواکتیو است که به طور معمولی در طبیعت نیست و به عنوان ضایعات نیروگاه های هسته ای ایجاد می شود. یعنی همین نیروگاه هایی که اورانیوم غنی شده را مصرف می کنند، بعد از مدتی که کار کردند، به دلیل برخورد نوترون هایی که در آن فعالیت های پرتوزایی ایجاد می شوند، برخی از اورانیوم های ۲۳۸ را تبدیل به پلوتونیوم می کنند و این گریزناپذیر است.

در اصل پلوتونیوم در زباله هسته ای تولید می شود. اگر کشوری تکنولوژی استخراج آن پلوتونیوم را داشته باشد که کار بسیار حساسی است، می تواند از آن سلاح های تخریبی وحشتناک تری بسازد.