تحتوي خامات عنصر اليورانيوم المشع المستخرج طبيعيا الذي يرمز له بالرمز اللاتيني U، على ذرات ثقيلة من نظير اليورانيوم 238، الذي يشكل 99.3 في المائة من الخام، وذرات متوسطة من النظير 235 التي يشكل نسبة 0.7 في المائة، وهو الذي يستخدم في التفاعلات النووية، وذرات اخف من النظير 234 (اقل من 0.1 في المائة)، ونظائر اخرى. وتعتمد عملية تخصيب اليورانيوم على زيادة تركيز النظير 235 بهدف استخدامه في المفاعلات النووية من نسبة 0.7 % الى5%، عبر عدة تقنيات منها تقنية «التنافذ الغازي»، التي طبقت في الولايات المتحدة، او تقنية «الطرد المركزي»، او تقنيات اخرى عاملة على الليزر. وتفصل هذه التقنيات ذرات النظير 235 عن ذرات نظرائه، وتزيد نسبتها وتركيز النظير.
وقد تم تخصيب اليورانيوم لأول مرة في الولايات المتحدة ضمن مشروع مانهاتن لصنع القنبلة الذرية في اربعينات القرن الماضي. ولتحقيق هذا الهدف يتم خلط اوكسيد اليورانيوم U3O8 المسمى «الكعكة الصفراء» الذي يصنع عادة بعد طحن خام اليورانيوم وتنقيته من الشوائب وتكريره، مع غاز الفلورين بهدف انتاج مادة تسمى «سادس فلوريد اليورانيوم».
ونقلت وكالة رويترز للانباء عن غلام رضا أغازادة رئيس منظمة الطاقة الذرية الايرانية مساء اول من امس، انها بدأت فعلا بتحويل 37 من «الكعكة الصفراء» الى «سادس فلوريد اليورانيوم»، بهدف وضعه للتخصيب داخل اجهزة الطرد المركزي. ولا تحرم بنود المعاهدة الدولية حول حظر انتشار الاسلحة النووية اجراء عملية التخصيب، تحت اشراف وكالة الطاقة الدولية لاستخدامها في الاغراض النووية، الا اذا كانت نوايا الدول التي تجريها مثيرة للشك، لذا يعتقد المتشككون ان عملية التخصيب هذه ستمكن ايران من انتاج وقود نووي كاف لصنع خمس قنابل نووية.
ويحتوي «سادس فلوريد اليورانيوم» UF6 على ذرة يورانيوم واحدة و6 ذرات من الفلور، وأهم مزاياه سهولة تخزينه على شكل غاز او سائل او صلب، حسب ظروف درجة حرارته والضغط المسلط عليه، ويوضع في اسطوانات فولاذية.
وفي طريقة التنافذ الغازي للتخصيب، يحول «سادس فلوريد اليورانيوم»، بعد تسخينه من شكله الصلب الى غاز، ويوجه في تيارين لغازين منفصلين، ثم تجرى عملية تنافذ اليورانيوم 235 من احد التيارين نحو الآخر. ويجبر التياران على التدفق عبر سلسلة من اجهزة الضغط والمحولات الحاوية على حواجز مليئة بالمسامات. ولأن ذرات اليورانيوم 235 أخف من نظيره 238 فإنها تنفذ عبر المسامات من تيار الى آخر مما يزيد نسبتها في هذا الآخير، أي تتم عملية تخصيب اليورانيوم 235 اللازم للوقود النووي.
ولا يختلف عن ذلك مبدأ تخصيب اليورانيوم بأجهزة الطرد المركزي، فبهذه الطريقة تفصل ذرات النظير 235 الأخف عن النظير الأثقل 238 بعد وضع «سادس فلوريد اليورانيوم» الغازي داخل اسطوانات دوارة تترابط فيما بينها على شكل سلسلة. ومع دوران الغاز داخل اسطوانة تدور بسرعة عالية، تبتعد الذرات الثقيلة عن المركز بقوة طاردة فيما تظل الذرات الخفيفة لليورانيوم 235 الأخف قرب مركز الاسطوانة. ويتم التخصيب بعد استخلاص تيار اليورانيوم 235 الذي اصبح اكثر تركيزا من الاسطوانة الاولى، وضخه في الاسطوانة التالية لزيادة تركيز عدد ذراته، وهكذا دواليك وصولا الى النتيجة النهائية.
وتحتوي ذرة اليورانيوم على 92 بروتونا داخل نواتها، بينما يختلف عدد النيوترونات من نظير لآخر، ففي نواة النظير 238 يوجد 146 نيوترونا (238=92+146)، بينما يوجد في نواة النظيرين 235، و 234، عددان مختلفان هما 143 و 142 نيوترونا على التوالي.