Սպառած Իւրանիում եւԽնայասէր Գործարարներ

ԴՈԿՏ. ՀՐԱՉ ՊԱՐՍՈՒՄԵԱՆ

Նաւահանգիստի պայթումը առաջին պահուն տուն տուած էր այն վարկածին թէ խոշոր ռումբ մը արձակուած է թափանցելու համար այդտեղ թագնուած զինամթերքի պահեստներ:  Թանձր ամրացուած կրաձոյլ (reinforced concrete) պատնէշներ թափանցող ռումբեր կը գործածեն «սպառած Իւրանիում»: Այդ պատճառեց յաւելեալ վախ: Մտահոգութիւնը բարեբաղդաբար անտեղի էր (ինչպէս նախապէս անդրադարձած էի): Այսուհանդերձ պէտք է գիտակցինք որ ներկայ ռազմական եւ ճարտարագիտական գործողութիւններու մէջ սպառած Իւրանիումը (այսուհետեւ«սԻ») առկայ վտանգ է: Հարկ է ուրեմն ունենալ տարրական տեղեկութիւն:

Ծագումաբանական .- Տիեզերքը մօտ 14 միլիառ տարեկան է: Հոյածաւալ աստղեր, որոնք մինչեւ միլիոն անգամ աւելի խոշոր էին քան մեր Արեւը, գոյացած են երբ տիեզերքը լոկ հարիւր միլիոն տարեկան էր: Շինանիւթերն էին գլխաւորաբար 75% Հիտրոժէն (Ջրածին) եւ 25% Հելիում (Արե՞գ) (1): Բոլոր ծանր աթոմներու կորիզները (nucleus) կազմուած են այդ աստղերու կեդրոններուն մէջ, աւելի փոքր կորիզներու միաձուլումով (fusion): Կենդանական աշխարհէն դատած կրնայ զարմանալի թուիլ որ խոշոր աստղերը շատ աւելի կարճ կ’ապրին քան փոքրերը: Բայց իրօք այդպէս է որովհետեւ անոնց կեդրոնի բարձր խտութեան եւ տաքութեան պատճառով կորիզային միաձուլումը, իմա՝ «հրկիզումը» անհամեմատ աւելի արագ կ’ընթանայ (2, 3):

Ներկայ տիեզերքը կազմուած է շուրջ 6.5 միլիառ տարի առաջ պայթած այդ աստղերու փշուրներով: Անոնց անհետացումէն ետք ծանր կորիզներու արտադրութիւնը դադրած է: Երկիրը որպէս հրաշէկ լաւայի գունդ կազմուած է մօտ 4.5 միլիառ տարի առաջ: Իւրանիւմ եւ այլ ծանր նիւթեր «ընկղմած» են դէպի երկրի կորիզը: Լաւայի հոսանքներու (ծիրանագոյն կոր նետիկեր)  հիմնական աղբիւրը անկայուն հիւլէներու շողարձակումին արտադրած ջերմուժն է (4): Առանց այդ երկիրը վաղուց սառած պիտի ըլլար, եւ պիտի չունենայինք այն մագնիսական դաշտը որ մեզ պաշտպանէ դէպի մեր մթնոլորտ ուղղուող լիցքաւոր մահացու մասնիկներէն: Այդ գնդակոծումը յատկապէս վտանգաւոր է արեգակնային փոթորիկներու ընթացքին: Նոյն այդ լաւայի հոսանքներն են որ կրնան ծանր նիւթերէն փոքր տոկոս մը, որոնց շարքին եւ Իւրանիում, փոխադրել դէպի երկրի մակերես:

Տարբերակներ .- Մենտելեւի 1871 թուին ձեւաւորած պատմական տախտակին մէջ աթոմները տեղաւորուած են ըստ իրենց քիմիական յատկութեան այլ խօսքով՝ ելեքթրոններու թիւին: 1910 նկատուեցաւ որ քիչ մը տարբեր զանգուած ունեցող կարգ մը աթոմներ քիմիական առումով անզանազանելի են, հետեւաբար Մենտելեւի տախտակին մէջ կը գրաւեն միեւնոյն տեղը: Անոնք կոչուեցան Iso-tope որ յունարէնով կը նշանակէ «միա-տեղ»: Իւրանիումը ունի վեց կարելի տարբերակներ որոնցմէ միայն երկուքին կարելի է բնութեան մէջ հանդիպիլ: Անոնք են U238 (99.3%) եւU235 (0.7%): Կը նկատենք որ բնական Իւրանիումը գրեթէ ամբողջութեամբ U238-է կը բաղկանայ: Երկու տարբերակներն ալ անկայուն են, կը վերածուին Թորիումի տարբերակներու, բայց անոնց «կէս կեանք»-ը երկար է (5): U238՝ 4.5 միլիառ տարի եւ U235՝  0.7 Միլիառ տարի: Պարզ է թէ ինչու U238-ն է գերակշիռ բնութեան մէջ (6): Ջերմակայաններու եւռումբերու համար միայն U235 տարբերակն է օգտակար:

Կորիզային .- Ինչպէս վերը նշեցի, Իւրանիումի երկու տաբերակներն ունին շատ երկայն միջին կեանք: Անկայուն կը դառնան երբ կորիզը ստանայ յաւելեալ նիւթրոն մը: U238 ի վերջոյ կը վերածուի Փլութոնիումի (7) իսկ  U235 կը «պայթի» վերածուելով երկու աւելի փոքր կորիզներու: Քանի որ, ինչպէս գծապատկերը ցոյց կու տայ, աւելի փոքր կորիզները (ինչպէս Երկաթ) աւելի լաւ կապուած են, պայթումը կ’արձակէ ջերմուժ: Նաեւ քանի որ փոքր կորիզները նուազ թիւով նիւթրոններ ունին, պայթումէն կը յառաջանան շուրջ 3 նոր նիւթրոններ, որոնք կրնան բախիլ այլ U235 կորիզներու: Եթէ զանգուածը ունի U235-ի բարձր խտութիւն, ապա այդ նիւթրոնները կը հանդիպին այլ կորիզներու եւ մէկ պայթումը շատ արագ տուն կու տայ 3-ի, ապա 3×3-ի, ապա 3x3x3-ի, ապա … ամբողջ զանգուածին: Այդ կորիզային ռումբ է: Իսկ եթէ խտութիւնը բարձր չէ եւ աւելորդ 3 նիւթրոններէն 2-ը ձեւով մը կը վերացուին, ապա գործողութիւնը կ’ընթանայ նոյն թափով, մէկ պայթումին կը յաջորդէ միայն մէկ պայթում (8): Ջերմուժը կարելի է օգտագործել ելեկտրականութիւն  արտադրելու եւ կամ այլ նպատակի, օրինակ որպէս երկարաժամկէտ ծածուկ ուղեւորութեան ծառայող ընդծովեայի մը շարժիչի ուժանիւթ:

Իւրանիումը U235 ամենէ խնայողական ուժանիւթն է: Կը մնայ այդ արտաբերել եւ զտել, որպէսզի հասնի կորիզային գործողութիւններու բաւարար խտութեան:

Հանքաբանական .- Երկրի ցամաքամասերուն մէջ Իւրանիւմի միջին տոկոսը շուրջ 0.00014% է: Բայց ինչպէս նաւթը եւթանկարժեք հանածոներ, կարգ մը երկիրներ շատ աւելի հարուստ են քան այլք: Աւստրալիա տէրն է Իւրանիումի պաշարի քառորդին, իսկ Ղազախստան կ’արտադրէ գործածելի Իւրանիումի  հիսուն տոկոսը … : Հանածոն առաջին հերթին կ’ենթարկուի զտման եւ քիմիական գործողութիւններու որպէսզի ստացուի Իւրանիումի Ծորին (Uranium Fluoride  կազը որ որ յագեցած է եւքիմիական թունաւորման կամ հրկիզումի վտանգ չներկայացներ: Կը մնայ «հարստացումի» հարցը: Կան առ նուազն վեց ձեւեր, բայց ամենէ գործնական ուրեմն եւ ընթացիկն են կեդրոնախոյս գլանները: Որպէս UF6 կազ, U238 շուրջ 1% աւելի ծանր է քան U235 (9): Քանի որ երկու տարբերակները ունին նոյն ծաւալը եւ մակերեսը, աւելի ծանրը աւելի ենթակայ է կեդրոնախոյս ուժին, որ երկրի ձգողութենէն միլիոն անգամ աւելի մեծ է գլանին մէջ (10): Լոկ 1% տարբերութիւն կը նշանակէ որ զտումը (խառնուրդի U235-ով հարստացումը) դանդաղ եւոչ շատ արդիւնաւետ գործողութիւն է: Որպէս արդիւնք կը ստացուի շատ աւելի մեծ քանակութեամբ «աղքատ»՝ քան «հարուստ» Իւրանիւմ (87% եւ13%): Ջերմակայաններու համար հարուստ կը նկատուի  առ նուազն 3.5% U235 պարունակող խառնուրդը: Զտումը ինքնին կ’արտադրէ շուրջ 0.3% U235 պարունակող աղքատ, անօգտագործելի Իւրանիում: Այս քանակին կը գումարուի ջերմակայաններու մէջ «սպառած» Իւրանիումը:

Տնտեսական .- Այժմ աշխարհի վրայ գոյ է 1.2 միլիոն թոն սպառած Իրանիում, որու շուրջ 63 տոկոսը կը գտնուի Մ. Նահանգներու մէջ: Այս պաշարին իւրաքանչիւր տարի կը գումարուի առ նուազն 50 հազար թոն: Կողքի լուսանկարը ցոյց կու տան ստորերկեայ շտեմարաններ: Այդ անարժէք նիւթը ապահով պահպանելու համար հարկ է խոշոր գումարներ վատնել: Աւելի խելամիտ լուծում չէ՞ զանոնք ոեւէ ձեւով շահարկել: Բայց ինչպէ՞ս:

«սԻ»-ի հիմնական յատկութիւնը տեսակարար կշիռն է, որ մօտ 70 տոկոս բարձր է կապարէն  (19.1 կրամ/քսմ  բաղդատած 11.3-ի): Կարելի է գործածել այնտեղ ուր նախընտրելի է որ տուեալ զանգուած մը ունենայ աւելի փոքր ծաւալ: Կարելի է, օրինակ նաւերու ողնափայտը (keel) ծանրացնել, զայն պահելով բարակ, պատրաստել տիեզերագնաց (եւ ոչ միայն) թաւալացուցային (gyroscopic) անիւներ, զանոնք պահելով փոքր: Կան բազմաթիւ այլ գործածութիւններ (11): Boeing 747 օդանաւի մը կը պարունակէ ոչ նուազ քան 850 քկ «սԻ» (12): Յատկապէս որպէս թեւերու շարժուն քղանցքները (flap) հակակշչող փոքրածաւալ ծանրոցներ: 1992 թուականին չախչախուած օդանաւի բեկորներէն կորսուած էր 150 քկ Իւրանիում … : Կան նաեւ այլ «չբացայայտուած գողութեան» դէպքեր (13): Այո, կան կարգ մը անպատեհութիւններ:

Ռազմական.- Սպառած Իւրանիումի ամենէ լայն գործածութիւնը ռազմականն է: Առաջին հերթին «Սի» կը գործածուի խոցելու համար ամուր պաշտպանութիւններ: Կարելի է գործածել նաեւ Թանկսթընը որ ունի նոյն խտութիւնը (եւ հետեւաբար վաստկած է «ծանրաքար» անուանումը): Սակայն Թանկսթըն կը հալչի տաքութեան շուրջ 3 հազար աստիճանին մինչդեռ Իւրանիում՝ 1100-ի (14): Ինչպէս գծապատկերը ցոյց կու տայ, թանկսթըն կը տափակնայ եւկը պարտադրուի աւելի լայն խոռոչ բանալու, մինչդեռ Իւրանիում կը հալի եւ կը «սրուի»:  Գծապատկերի համեմատութիւններու հիման վրայ Թանկսթըն կը կարոտի աւելի քան կրկին ուժանիւթի: Այդ իհարկէ խնայողական է: Այս գաղափարը կը գործադրուի ոչ միայն փամփուշտներ արտադրելու, այլ ինչպէս կողքի նկարը ցոյց կու տայ, ռումբեր որոնք կրնան խոցելել պաշտպանութիւնեերը եւ ապա պայթիլ: Պէյրութի պայթումի առաջին պահերուն անձնապէս այն տպաւորութեան տակ էի որ նման ռումբ մը արձակուած է թագուն զինապահեստի մը վրայ: Այս մասին նախապէս անդրադարձած եմ:

Սկսած մոտաւորապէս 1970 թուականէն, Մ. Նահանգներ նման զէնքեր գործածած է բազմիցս եւ շատ մեծ քանակութեամբ: Չեմ ուզեր մանրամասնել որպէսզի յօդուածը քաղաքական բնոյթ չստանայ: Այս մասին կայ լայն եւ կծու գրականութիւն:

Առողջապահական .- Իւրանիւմի երկու տարբերակներն ալ «ալֆա» մասնիկներ կ’արձակեն երբ վերածուին Թորիումի: Ալֆա պարզապէս Հիլիում աթոմի կորիզն է, ուրեմն համեմատաբար խոշոր է: Առ այդ, կրնայ վնասել մորթին բայց անկարող է թափանցել: Հարցը կը փոխուի երբ Իւրանիւմ ստանանք սնունդի կամ շնչառութեան միջոցով: Այդ պարագային կրնայ հասնիլ մարմնի բոլոր մասերուն: Թորիումը շատ աւելի վնասակար է որովհետեւ կ’ունենայ քայքայումի շղթայ մը եւ կ’արձակէ առ նուազն երկու ելեքթրոններ (15): Ելեկտրոնը շատ աւելի փոքր է, ուրեմն կրնայ շատ աւելի խոր թափանցել:

Այս շողարձակումներու հաշուարկը պարզ է: Եթէ Իւրանիում աթոմներու թիւը (N) է եւ Իւրանիւմի միջին տարիքը (T) երկվարկեան, ապա իւրաքանչիւր երկվարկեանի մէջ տեղի կ’ունենայ (N/T) շողարձակում:  Մարդկային մարմինը բնական ճամբով կը պարունակէ 0.1 միլլիկրամ Իւրանիում (16): Այդ կը նշանակէ միջին հաշուով մօտ 1.3 շողարձակում իւրաքանչիւր երկվարկեան (17): Բժշկական բարբառով «Կէս մահացու» կը սեպուի 14 միլլիկրամը, այսինքն մօտ երկու հարիւր շողարձակում իւրաքանչիւր երկվարկեան:

Առողջական աւերներու մանրամասնութեան չեմ ուզեր մտնել: Նախ այն պատճառով որ բժիշկ չեմ, ապա այն որ համացանցի վրայ արդէն իսկ կայ լայն տեղեկութիւն: Անհրաժեշտ է, սակայն, որ ընթերցողը ստուգէ տեղեկութեան աղբիւրը: Կորիզային ճարտարագիտութիւնը (եւ ոչ միայն) ունի դիոլոմաւոր, յարգելի թուացող վարձկաններ որոնց պարտականութիւնն է ապատեղեկութիւն տարածել: Չկայ «ընդունելի» իւրանիումի  քանակ: Կայ, սակայն, մահացու քանակ: Վնասը պարզապէս կը համեմատի քանակին:

Վնասը կախում ունի այն հանգամանքէն թէ ի՞նչ ձեւով Իւրանիումը կ’անցնի մեր մարմնէն ներս: Նաւահանգիստի պայթումի պարագային, օրինակ, վախը այն էր որ իւրանիւմի փոշին շնչելը թոքերու քաղցկեղ պատճառէ: Նոյն փոշին իհարկէ ի վերջոյ գետին կ’իջնէ եւ կը լուծուի ջուրերու մէջ: Ապա …

Եթէ մեր ընդունած Իւրանիւմը մնայ արեան մէջ, ապա դուրս կու գայ մի քանի օրուայ ընթացքին: Հարցը կը փոխուի երբ մտնէ մեր օրկաններուն մէջ, յատկապէս լեարդին եւերիկամներուն:

Վերջապէս պէտք է շեշտել որ Իւրանիւմը ծանր մետաղ մըն է ինչպէս կապարը: Առ այդ թունաւոր է: Կապարէ խողովակները վաղուց վերացուած են ջրամատակարարման համակարգէն: Որպէս ծանր մետաղ Իւրանիումի քիմիական թունաւորումը կրնայ աւելի լուրջ ըլլալ քան շողարձակումի աւերը:

1. Հելիում ածանցուած է «Հելիոս» բառէն որ յունարէնով կը նշանակէ «Արեւ»: Մեսրոպ Կ. Գույումճեանի բառարանին մէջ առաջարկուած է «Արեգ» եզրը
2. Ծանօթ է որ խոշոր կաթնասուններ աւելի երկար կ’ապրին քան փոքրերը, որովհետեւ համեմատաբար աւելի քիչ ջերմուժ կը կորսնցնեն: Հինգ թոն կշռող փիղ մը կ’ապրի թերեւս 60 տարի մինչդեռ 50 կրամ կշռող մուկ մը՝ թերեւս 3 տարի. Կեանքի տեւողութիւնը մօտաւորապէս կը համեմատի զանգուածի չորրորդ արմատին 60x (0.05/5000)^(1/4) = 6x (1/10)^(1/4) = 3.4 տարի: Մուկը իհարկէ փոքր փիղ մը չէ:
3. https://astronomy.swin.edu.au/cosmos/M/Main+Sequence+Lifetime
4. Ամենակայուն աթոմները անոնք մոտ են երկաթին իրենց կազմութեամբ (4) 26 proton 30 neutron: Յունարէն լեզուով «Ելեքթրոն» կը նշանակէ «սաթ» որու պարսկերէնն է «քահրապէ»: Փրոթոն կը նշանակէ առաջին: Այդպէս կոչուած է որովհետեւ առջին աթոմի (ջրածին) կորիզն է: Նիւթր-ոն կազմուած է նոյն հնչողութեամբ: Սեպուած է «չեզոք» (neutral) որովհետեւ չունի ելեկտրական լիցք (charge): Ծանօթ չեմ այս եզրերու հայերէն տարբերակներուն: Ի դէպ այս անուանումներու հեղինակն է Էրնեսթ Ռատըրֆորտ (1791–1867), որու պատմական աշխատանոցին մէջ (Schuster Lab) ուսանելու բաղդն ունեցած եմ:
5. “Half Life” այն ժամանակամիջոցնն է երբ տուեալ քանակի կէսը վերածուած է Թորիումի
6. Երբ Իւրանիում 238 նուազած է կէսի, Իւրանիւմ 235 նուազած կ’ըլլայ շուրջ 1%-ի: 4.5/0.7= 6.4, (1/2)^6.4= .011
7. U238 + n1 — U239 — Np239 + β — Pu239 + β
8. Գծապատկերը ցոյց կու պարզացուած ընթացիկ կորիզային բարդ (nuclear reactor) մը: Իւրանիումի շերտերուն միջեւկը զետեղուին Պորոն, Քատմիում եւայլ նիւթերէ կազմուած հակակշռող ցողեր, որոնք կրնան ծծել եւ վերացնել նիւթրոնները: Երբ տաքութիւնը բարձրանայ, ցողերը աւելի կը մխրճուին եւ հակառակը: Չերնոպիլի աղէտի պատճառն էր տաքութեան հակակշռէ դուրս գալը: Բարդը պարզապէս հալեցաւ: Չէր կրնար պայթիլ որովհետեւU235-ի խտութիւնը վստահաբար ցած էր:
9. Ֆլորինի կորիզային թիւն է 19: Մօտաւոր հաշուով (238 + 6×19)/(235 + 6×19) = 352/348 = 1.011  1% աւելի ծանր
10. Գլանները կը կատարեն 1500 պտոյտ/երկվարկեան (f = 1.5 KHz): Գլանի շառաւիղի կէսը մոտաւորապէս 10 սմ է (r = 0.1m)  ուրեմն կեդրոնախոյս արագացումն (centrifugal acceleration) է  a = rx(2πf)^2 = 0.1x(2×3.14×1500)^2 = 8.9 Միլիոն մեթր/ետկվարկեան քառակուսի: Երկրի ձգողութիւնն է 9.8 մեթր/երկվարկեան քառակուսի:
11. Current Issues – Civilian Use of Depleted Uranium 19 July 2020
12. Maria Betti, «Civil use of depleted uranium», Journal of Environmental Radioactivity  Նոյ 2001
13. Տես U.S. NRC Event Report No. 52111, July 20, 2016
14. Ուրանոս կը նշանակէ երկինք: Նաեւ Երկնքի աստուած: Ծնաւ Քրոնոսը որ կը նշանակէ ժամանակ իսկ Քրոնոս ծնաւ Զեւսը: Իւրանիում թերեւս կարելի է կոչել «Երկնաքար»
15. Որոնք կոչուած են «Պեթա» մասնիկներ, որովհետեւ յայտնաբերուած են «Ալֆա» մասնիկներէն ետք:
16. Zdeněk Hon եւայլք, «Depleted Uranium and Its Effects on Humans»,  Sustainability 2015
17. (0.0001/238)x(6×10^23/2×10^17)+- =1.26  ուր 6×10^23 Աւօկատրոյի մօտաւոր թիւն է եւ2×10^17 Իւրանիումի մօտաւոր միջին կեանքը՝ հաշուած երկվարկեաններով: Այս նման է հետեւեալ հաշուարկին.- Մենք մեր գլխու վրայ ունինք միջին հաշուով 100 հազար մազ: Մազի միջին կեանքը շուրջ 1.6 հազար որ է: Ուրեմն չպէտք է մտահոգուինք երբ իւրաքանչիւր օր կորսնցնենք  100/1.6 = 63 մազ:

():