ابعاد فنی و نظامی برنامه هسته‌ای ایران

This post is also available in: English Georgian (Georgia) Hebrew Arabic

۱. فناوری‌های غنی‌سازی اورانیوم و مبانی سانتریفیوژ گازی

غنی‌سازی اورانیوم در برنامه ایران بر پایه فناوری سانتریفیوژ گازی با استفاده از گاز هگزافلوراید اورانیوم (UF₆) استوار است[۱]. گاز UF₆ که از اورانیوم استخراج‌شده تولید می‌شود، به آبشارهایی از ماشین‌های سانتریفیوژ در حال چرخش تزریق می‌گردد. در هر سانتریفیوژ، ایزوتوپ سنگین‌تر U-238 به سمت دیواره متمایل شده و ایزوتوپ سبک‌تر U-235 در مرکز متمرکز می‌شود که امکان جداسازی نسبی را فراهم می‌کند. خروجی به دو جریان «محصول» غنی‌شده و «پسماند» تهی‌شده تقسیم می‌شود. عیار و جریان خوراک، محصول و پسماند از یک رابطه موازنه جرمی پیروی می‌کنند: برای یک کسر معین از U-235 در خوراک، عیار محصول و پسماند، کار جداسازی مورد نیاز (SWU) را تعیین می‌کند. یک SWU با تابع V(x) = (1–2*x)*ln((1–x)/x) تعریف می‌شود که در آن x کسر U-235 است؛ به عنوان مثال، غنی‌سازی ۱ کیلوگرم UF₆ از اورانیوم طبیعی (حدود ۰.۷۱٪ U-235) به ۵٪ با پسماند ۰.۲۵٪، حدود ۷.۹ SWU نیاز دارد[۱]. بنابراین، عیار بالاتر محصول یا عیار پایین‌تر پسماند، تقاضای SWU را به شدت افزایش می‌دهد. برنامه ایران از این اصول در آبشارهای سانتریفیوژ بهره می‌برد.

طرح شماتیک یک سانتریفیوژ گازی
شکل ۱. طرح شماتیک یک سانتریفیوژ گازی. گاز هگزافلوراید اورانیوم به روتور در حال چرخش تزریق می‌شود؛ ایزوتوپ‌های سبک‌تر در مرکز متمرکز شده و به عنوان محصول استخراج می‌شوند، در حالی که ایزوتوپ‌های سنگین‌تر به عنوان پسماند حذف می‌شوند. (منبع: Wikimedia Commons)

سانتریفیوژها به صورت مراحل و آبشارها چیده می‌شوند. یک مرحله معمولاً شامل سانتریفیوژهای زیادی است که به صورت موازی کار می‌کنند؛ سپس مراحل به صورت سری به هم متصل می‌شوند به طوری که محصول یک مرحله، خوراک مرحله بعدی را تأمین می‌کند[۱]. در عمل، آبشارهای ایران از اتصالات سری و موازی استفاده می‌کنند و «قطارهای» بلندی از ماشین‌ها را تشکیل می‌دهند[۲]. این کار می‌تواند بسته به اهداف تولید، به صورت آبشارهای «سری» (مراحل متعدد برای رسیدن به غنای بالا) یا آبشارهای «موازی» (تقسیم جریان‌ها بین زنجیره‌های تکراری برای افزایش توان عملیاتی) انجام شود[۲][۱]. به عنوان مثال، یک آبشار ممکن است خروجی غنی‌شده را از آخرین مرحله خود (برداشت محصول) بگیرد و گاز تهی‌شده را از اولین مرحله خود (برداشت پسماند) بازگرداند[۱]. طراحی باید نرخ جریان‌ها را در نظر بگیرد تا هر مرحله، گاز را به میزان کمی غنی کرده و به طور تجمعی به غنای مورد نظر برسد. در تأسیسات ایران، آبشارها معمولاً حدود ۱۰ تا ۲۰ مرحله دارند (بسیار کمتر از هزاران مرحله‌ای که زمانی در روش انتشار گازی استفاده می‌شد)[۱].

راندمان یک آبشار اغلب توسط عملکرد سانتریفیوژ محدود می‌شود. پارامترهای کلیدی شامل سرعت روتور (بر حسب دور در دقیقه)، جنس روتور، ضریب جداسازی و پایداری مکانیکی است. سانتریفیوژ اصلی IR-1 ایران از آلیاژ آلومینیوم ساخته شده و با سرعتی در حدود ۶۰-۶۵ هزار دور در دقیقه (حدود ۱۱۰۰-۱۲۰۰ هرتز) می‌چرخد. این سانتریفیوژ تقریباً ۰.۸ تا ۱ SWU در سال به ازای هر ماشین تولید می‌کند[۳][۴]. در مدل‌های ارتقا یافته از مواد مقاوم‌تر (مانند فولاد مارایجینگ، فیبر کربن یا آلیاژهای نیکل) و ویژگی‌هایی مانند دمنده‌های انعطاف‌پذیر استفاده می‌شود. به عنوان مثال، IR-2m (فولاد مارایجینگ با دمنده) و IR-4 (دمنده فیبر کربنی) سریع‌تر می‌چرخند (حدود ۸۰-۱۰۰ هزار دور در دقیقه) و هر کدام حدود ۳-۵ SWU تولید می‌کنند[۳][۴]. طرح‌های جدیدتر مانند IR-6، IR-8 و IR-9 خروجی بسیار بالاتری دارند: گزارش شده است که IR-6 (روتور فولادی نیوبیوم-مولیبدن) حدود ۶-۱۰ SWU، IR-7 تا حدود ۱۵ SWU، IR-8 تا ۱۶-۲۴ SWU و IR-9 آزمایشی (فیبر کربن) به طور بالقوه حدود ۳۴-۵۰ SWU تولید می‌کنند[۴]. به طور کلی: IR-1 ≈۱ SWU/سال، IR-2m/IR-4 ≈۴-۵ SWU/سال، IR-6/IR-8 تا ≈۱۰-۲۴ SWU/سال، و IR-9 تا حدود ۵۰ SWU/سال[۳][۴]. (این مقادیر تخمین تحلیلگران است؛ منابع ایرانی اغلب عملکرد را اغراق‌آمیز بیان می‌کنند.) دوام روتور نیز کلیدی است – روتورهای فیبر کربنی سرعت‌های بالاتری را امکان‌پذیر می‌کنند اما به ساخت پیشرفته نیاز دارند، در حالی که روتورهای فولاد مارایجینگ (مانند IR-2m) سنگین‌تر بوده و بیشتر مستعد خستگی هستند.

آبشاری از سانتریفیوژهای گازی
شکل ۲. آبشاری از سانتریفیوژهای گازی (کارخانه آزمایشی آمریکا، ۱۹۸۴). چندین واحد سانتریفیوژ در مراحل موازی در یک ردیف قرار گرفته‌اند. (منبع: وزارت انرژی ایالات متحده، مالکیت عمومی)

به طور خلاصه، مبانی غنی‌سازی ایران از فیزیک استاندارد جداسازی ایزوتوپ پیروی می‌کند[۱][۲]. ظرفیت غنی‌سازی با SWU اندازه‌گیری شده و توسط سرعت سانتریفیوژ، جنس و طراحی آبشار محدود می‌شود. سانتریفیوژهای سری IR ایران پیشرفت واضحی را نشان می‌دهند: IR-1 مبنای خروجی پایین است، مدل‌های بعدی به تدریج از طریق اصلاحات طراحی، خروجی را چند برابر می‌کنند[۳][۴]. هرگونه محاسبه زمان گریز یا موازنه مواد ایران باید عیار پسماند و راندمان آبشار را در نظر بگیرد. برنامه جامع اقدام مشترک (برجام) این عوامل را به رسمیت شناخت: تحت آن توافق، ایران خود را به محصول ۳.۶۷٪ محدود کرد و تنها حدود ۳۰۰ کیلوگرم LEU را حفظ کرد که منجر به زمان گریز طولانی (حدود ۱۲ ماه) شد[۳]. از سال ۲۰۱۹ ایران از این محدودیت‌ها فراتر رفته و با بهره‌گیری از عیارهای بالای محصول و سانتریفیوژهای کارآمدتر، زمان گریز را به طور قابل توجهی کوتاه کرده است (بخش ۳ را ببینید).

۲. توسعه و استقرار سانتریفیوژ

ایران به تدریج نسل‌های سانتریفیوژ (سری IR) با عملکرد فزاینده را توسعه داده و مستقر کرده است. توسعه سانتریفیوژ پایه IR-1 (که از طرح P-1 پاکستان نشأت گرفته) در اواخر دهه ۱۹۸۰ آغاز شد. این سانتریفیوژ دارای روتور آلومینیومی و ضریب جداسازی متوسطی است. در دهه‌های بعد، ایران مدل‌های پیشرفته‌تری را معرفی کرد: IR-2m، IR-4، IR-5، IR-6، IR-6s، IR-7، IR-8 و اخیراً IR-9. هر طرح جدیدتر شامل مواد مقاوم‌تر (فولاد مارایجینگ یا نیوبیوم و روتورهای فیبر کربنی)، روتورهای بلندتر، دمنده‌های انعطاف‌پذیر و نوآوری‌های دیگر برای چرخش سریع‌تر و تحمل تنش‌های بالاتر است.

مقایسه‌های کلیدی عملکرد در زیر خلاصه شده است (مقادیر تقریبی از تحلیل‌ها[۳][۴]):

۲۰۰۳-۲۰۲۰
IR-1 – روتور آلومینیومی، حدود ۱ SWU/سال. این ماشین پایه برای اولین بار پس از افشاگری‌های عبدالقدیرخان در سال ۲۰۰۳ به تولید انبوه رسید. ایران تا سال ۲۰۲۰ حدود ۱۵۰۰۰ دستگاه IR-1 (عمدتاً نصب شده در نطنز) داشت[۴].
دهه ۲۰۰۰
IR-2m – روتور دو تکه از فولاد مارایجینگ با دمنده، حدود ۴-۵ SWU/سال[۳]. این سانتریفیوژ در دهه ۲۰۰۰ وارد مرحله آزمایش شد و در آبشارهای پایلوت نطنز مورد استفاده قرار گرفت و در نهایت اولین اورانیوم غنی‌شده ۲۰ درصد را تولید کرد.
۲۰۱۹-۲۰۲۱
IR-4 – روتور بلندتر از فیبر کربن با دمنده کربنی، حدود ۴-۵ SWU/سال[۳]. IR-4 که در سال ۲۰۱۹ معرفی شد، محدوده SWU مشابهی با IR-2m دارد اما سبک‌تر و ظریف‌تر است. ایران پس از خرابکاری نطنز در سال ۲۰۲۱، برنامه‌ریزی برای نصب آبشارهای IR-4 در نطنز را داشت[۳].
دهه ۲۰۲۰
IR-5 – مشابه IR-2m اما با قطر بزرگتر، حدود ۶-۱۰ SWU/سال[۴]. در تعداد محدود مستقر شده است.
۲۰۱۶-۲۰۲۲
IR-6 – سانتریفیوژ کامپوزیتی نسل سوم (روتور آلیاژ نیکل-مولیبدن)، حدود ۶-۱۰ SWU/سال[۴]. IR-6s (نسخه کوتاه‌تر) و واحدهای کامل IR-6 که برای اولین بار در سال ۲۰۱۶ به طور عمومی معرفی شدند، اکنون در سالن‌های زیرزمینی جدید نطنز در حال نصب هستند. تا سال ۲۰۲۲ ایران ده‌ها آبشار IR-6 را در نطنز اعلام کرده بود[۴].
دهه ۲۰۲۰
IR-6s – یک IR-6 فرم کوتاه (حدود ۳-۶ SWU/سال)، برای راه‌اندازی سریع‌تر آبشارها استفاده می‌شود[۴].
۲۰۲۴
IR-7 – روتور بزرگتر (فولاد نیوبیوم)، حدود ۱۱-۲۰ SWU/سال[۴]. تا سال ۲۰۲۴ هنوز مستقر نشده است.
دهه ۲۰۲۰
IR-8 – نسل چهارم (طراحی جامع از یورنکو)، روتور نیوبیوم + فیبر کربن، حدود ۱۶-۲۴ SWU/سال[۴]. حدود دهه ۲۰۲۰ وارد مرحله استقرار شد؛ آبشارهای IR-8 اکنون در حال نصب هستند (برای تغذیه آبشارهای ۶۰٪ انتخاب شده‌اند).
دهه ۲۰۲۰
IR-8B – یک پیکربندی جایگزین IR-8 (۱۰-۱۵ SWU/سال)[۴].
۲۰۲۴
IR-9 – روتور بلند آزمایشی از فیبر کربن، پیش‌بینی شده حدود ۳۴-۵۰ SWU/سال[۴]. گزارش شده است که تا سال ۲۰۲۴ هنوز در مرحله تحقیق و توسعه قرار دارد.

جدول مدل‌ها و مشخصات منتخب سانتریفیوژ:

مدل جنس روتور تقریباً SWU/سال به ازای هر ماشین استقرار (تأسیسات)
IR-1 آلیاژ آلومینیوم ~۰.۸–۱ SWU[۴] هزاران دستگاه نصب شده؛ نطنز (PFEP) و فردو
IR-2m فولاد مارایجینگ (دمنده) ~۴–۵ SWU[۳] چندین آبشار در نطنز (FEP)
IR-4 فیبر کربن (دمنده) ~۴–۵ SWU[۳] آبشارهای برنامه‌ریزی شده/آزمایشی در نطنز (FEP)
IR-5 فولاد مارایجینگ ~۶–۱۰ SWU[۴] آزمایش محدود
IR-6 نیوبیوم-مولیبدن ~۶–۱۰ SWU[۴] ده‌ها آبشار در نطنز (PFEP)
IR-6s نیوبیوم (کوتاه‌تر) ~۳–۶ SWU[۴] آبشارهای پایلوت در نطنز (PFEP)
IR-7 نیوبیوم (بلند) ~۱۱–۲۰ SWU[۴] در حال توسعه
IR-8 نیوبیوم + فیبر کربن ~۱۶–۲۴ SWU[۴] آبشارها در حال نصب در نطنز (PFEP)
IR-9 فیبر کربن (بلند) ~۳۴–۵۰ SWU[۴] آزمایشی/تحقیق و توسعه

ضریب جداسازی (آلفا) برای هر سانتریفیوژ – معیاری برای جداسازی ایزوتوپ در هر مرحله – با SWU مقیاس‌بندی می‌شود. IR-1های قدیمی‌تر آلفای پایینی دارند (حدود ۱.۲۲)، در حالی که IR-6/8 در سرعت پیک به آلفای بالاتری (حدود ۱.۴-۱.۵) می‌رسند. روتورها باید تنش‌های عظیمی را تحمل کنند: روتورهای فیبر کربنی می‌توانند سریع‌تر بچرخند اما شکننده هستند، در حالی که روتورهای فولادی (IR-2m) برای امکان انبساط تفاضلی به دمنده نیاز دارند. دوام یک مسئله بوده است: به عنوان مثال، روتورهای IR-1 اغلب در سرعت‌های بالا ترک می‌خوردند. ایران طرح‌ها را برای بهبود طول عمر تکرار کرده است، اما نگهداری همچنان قابل توجه است.

مکان‌های استقرار: کارخانه غنی‌سازی سوخت نطنز (FEP) میزبان آبشارهای غنی‌سازی پایلوت (PFEP) و تجاری است. قبل از سال ۲۰۲۰، سالن‌های سطح زمین نطنز شامل واحدهای IR-1 و برخی IR-2m/4 بودند؛ پس از خرابکاری نطنز در سال ۲۰۲۰، بیشتر مونتاژ به زیر زمین منتقل شد. نطنز اکنون میزبان تقریباً تمام سانتریفیوژهای پیشرفته (IR-4/6/8/غیره) است. کارخانه زیرزمینی فردو در نزدیکی قم آبشارهای کمتری دارد و برای تحقیقات اختصاص داده شده بود. ایران آبشارهای IR-1 را در فردو نصب کرده و در سال ۲۰۱۷ آزمایش برخی ماشین‌های IR-2m را در آنجا آغاز کرد. یک توسعه قبلاً مخفی فردو (که در سال ۲۰۰۹ فاش شد) شامل آبشارهای IR-2m و IR-4 بود؛ این مونتاژ بعداً متوقف شد. به طور کلی، واحدهای IR-1 در هر دو سایت مستقر شده‌اند، در حالی که IR-4 و IR-6/8 در نطنز PFEP متمرکز شده‌اند.

نکات برجسته جدول زمانی: از تعداد انگشت‌شماری ماشین‌های آزمایشی IR-1 در دهه ۱۹۹۰، برنامه سانتریفیوژ ایران در دهه ۲۰۰۰ شتاب گرفت. تا سال ۲۰۰۶ حدود ۳۰۰۰ دستگاه IR-1 در نطنز داشت. در سال‌های ۲۰۰۹-۲۰۱۱ ایران آزمایش IR-2m/4 را آغاز کرد، هرچند اینها بعداً تحت تحریم‌ها برچیده شدند. پس از سال ۲۰۱۵ (پس از برجام) ایران آبشارهای پاکسازی‌شده را انبار کرد و از سال ۲۰۱۹ استقرار سریع را از سر گرفت: IR-2m/4 به نطنز بازگشتند و تولید IR-6 آغاز شد. در سال‌های ۲۰۲۰-۲۰۲۲، ده‌ها دستگاه IR-6 و IR-8 نصب شد؛ تا سال ۲۰۲۴ ایران به طور عمومی آبشارهای بزرگ IR-6 (۷ مورد در حال کار) و IR-8 (پیش‌بینی شده) را اعلام کرده است[۹]. یک جدول زمانی (منتخب) در زیر آورده شده است:

۱۹۸۷-۱۹۹۶
تلاش اولیه، تا حدی از طریق تدارکات مخفیانه. شبکه عبدالقدیرخان هند طرح‌ها و قطعات P-1 را تا سال ۱۹۸۷ تأمین کرد[۱۷]؛ چین بعداً کیت‌های سانتریفیوژ محدودی را در دهه ۱۹۹۰ ارائه کرد[۱۷].
۲۰۰۳
ایران برنامه تسلیحاتی قدیمی «آماد» خود را تحت هدایت سیاسی متوقف می‌کند؛ غنی‌سازی به طور متوسط ادامه می‌یابد.
۲۰۰۷
ایران تولید انبوه IR-1 را به صورت مخفی آغاز می‌کند، تا سال ۲۰۰۸ به آژانس بین‌المللی انرژی اتمی فاش می‌شود.
۲۰۰۹
تأسیسات سانتریفیوژ نطنز و فردو به آژانس بین‌المللی انرژی اتمی فاش می‌شوند؛ آبشارهای IR-1 نصب می‌شوند.
۲۰۱۲
آبشار آزمایشی IR-2m به طور خلاصه اورانیوم ۲۰ درصد تولید می‌کند (بعداً برچیده شد).
۲۰۱۶
اولین ماشین‌های IR-6 به طور عمومی نمایش داده می‌شوند؛ ایران آبشارهای نصب‌شده را تحت سقف FEP افزایش می‌دهد.
۲۰۲۰-۲۰۲۱
خرابکاری‌ها رخ می‌دهد (آتش‌سوزی نطنز)؛ ایران به سرعت عملیات را به زیر زمین منتقل می‌کند؛ آبشارهای IR-4 و IR-6 را اعلام می‌کند.
۲۰۲۲-۲۰۲۴
آبشارهای IR-6 در نطنز اورانیوم ۶۰ درصد تولید می‌کنند؛ استقرار IR-8 شتاب می‌گیرد؛ اعلامیه‌هایی درباره توسعه IR-9.

به طور خلاصه، توسعه سانتریفیوژ ایران از ماشین‌های پایه IR-1 به مدل‌های پیشرفته چند SWU پیشرفت کرده و به تدریج با قطع واردات توسط تحریم‌ها، تولید را بومی‌سازی کرده است[۱۷][۴]. معیارهای مقایسه‌ای (RPM، SWU، تعداد مراحل) به نفع IR-6/8/9 جدیدتر است که امکان غنی‌سازی سالانه بیشتر به ازای هر ماشین را فراهم می‌کند. جدول بالا و جدول زمانی نشان می‌دهد که ایران اکنون ترکیبی متنوع از سانتریفیوژها را در اختیار دارد – سطحی از توانایی صنعتی که آن را بسیار جلوتر از بسیاری از کشورهای غیرهسته‌ای قرار می‌دهد.

۳. موجودی اورانیوم، سطوح غنی‌سازی و مدل‌سازی زمان گریز هسته‌ای

موجودی اورانیوم غنی‌شده ایران در دهه گذشته به شدت افزایش یافته است. قبل از سال ۲۰۱۳ تحت توافق موقت «ژنو»، ایران حدود ۱ تا ۲ تن اورانیوم غنی‌شده تا ≤۳.۵٪ U-235 در اختیار داشت. سپس برجام در سال ۲۰۱۵ تقریباً تمام موجودی اضافی را حذف کرد (به ۳۰۰ کیلوگرم LEU کاهش یافت) و غنی‌سازی را به ۳.۶۷٪ محدود کرد[۳]. پس از خروج آمریکا در سال ۲۰۱۸، ایران به طور سیستماتیک این محدودیت‌ها را نقض کرد. تا اواخر سال ۲۰۲۰ موجودی LEU ۳.۶۷٪ به حدود ۱۲۰۰-۱۳۰۰ کیلوگرم (حدود چهار برابر سقف برجام) در نطنز و فردو افزایش یافته بود. ایران همچنین دوباره تولید HEU ۲۰٪ را آغاز کرد و تا اواسط سال ۲۰۲۱ تقریباً ۳۰۰ کیلوگرم LEU با غنای ۲۰٪ انباشت کرد. این افزایش‌ها ادامه یافت: تا نوامبر ۲۰۲۴ ایران حدود ۲۵۹۵ کیلوگرم LEU ۳-۵٪، حدود ۸۴۰ کیلوگرم LEU ۲۰٪ و حدود ۱۸۲ کیلوگرم LEU ۶۰٪ در اختیار داشت[۹]. این شامل اورانیوم به دو شکل اکسید اورانیوم و هگزافلوراید است، اما همه می‌توانند برای نیازهای گریز هسته‌ای استفاده شوند. (در مقایسه، مقدار قابل توجه HEU حدود ۲۵ کیلوگرم U-235 تعریف می‌شود[۳].)

با استناد به داده‌های آژانس بین‌المللی انرژی اتمی، انجمن کنترل تسلیحات گزارش می‌دهد که تا نوامبر ۲۰۲۴ ایران تقریباً شش برابر بیشتر از دوران برجام، اورانیوم غنی‌شده ۲۰ درصد در اختیار داشته است[۹]. جدول زمانی تقریباً به شرح زیر بود:

۲۰۱۳
~۱۳۰۰ کیلوگرم با غنای ۳.۵٪.
۲۰۱۵
پاکسازی شده به حدود ۰ (برجام).
۲۰۱۹
نقض‌ها آغاز می‌شود؛ تا پایان ۲۰۱۹ حدود ۱۰۰ کیلوگرم با غنای ۴٪.
۲۰۲۰
افزایش سریع: حدود ۱۳۰۰ کیلوگرم با غنای ۳.۶۷٪ و مقادیر کمی با غنای ۴-۲۰٪.
۲۰۲۱
حدود ۳۰۰ کیلوگرم با غنای ۲۰٪، به علاوه ادامه ۳.۶۷٪.
۲۰۲۲
۳۰۰-۴۰۰ کیلوگرم با غنای ۲۰٪؛ اولین حدود ۲۰ کیلوگرم با غنای ۶۰٪.
۲۰۲۳-۲۰۲۴
فراتر رفتن از ۱۸۰ کیلوگرم با غنای ۶۰٪، و هزاران SWU انباشته شده با غنای ۲۰٪.

نکته مهم این است که پیشرفت سطح غنی‌سازی، کار لازم برای رسیدن به درجه تسلیحاتی را کوتاه کرده است. غنی‌سازی از ۳.۶۷٪ به ۹۰٪ بسیار سریع‌تر از غنی‌سازی از اورانیوم طبیعی است. به طور کلی، یک «مسیر گریز هسته‌ای» این است که LEU ۲۰٪ موجود را گرفته و از طریق سانتریفیوژهای اضافی به ۶۰٪ و سپس به ۹۰٪ رساند. هر مرحله غنی‌سازی به SWU نیاز دارد: به عنوان مثال، غنی‌سازی ۲۵ کیلوگرم اورانیوم طبیعی به ۹۰٪ (با پسماند حدود ۰.۳٪) حدود ۵۰۰۰ SWU (مقدار بزرگ اما محدود) نیاز دارد[۱]. اگر ایران موجودی ۲۰۰ کیلوگرمی با غنای ۲۰٪ و آبشارهایی از سانتریفیوژهای IR-6 (هر کدام حدود ۶ SWU) داشته باشد، یک محاسبه آبشار ایده‌آل نشان می‌دهد که برای به دست آوردن ۲۵ کیلوگرم ۹۰٪ حدود ۲-۳ ماه زمان لازم است (در ادامه نشان خواهیم داد). در عمل، ناکارآمدی‌ها (آبشارهای غیرایده‌آل، زمان توقف) این زمان را طولانی‌تر می‌کند، اما نکته اصلی این است که افزایش همزمان سطح غنی‌سازی و SWU نصب‌شده، زمان گریز هسته‌ای را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد.

برای کمی‌سازی، می‌توان از فرمول SWU استفاده کرد. با فرض یک غنی‌سازی چهار مرحله‌ای ساده شده (۰.۷٪→۳.۵٪→۲۰٪→۶۰٪→۹۰٪)[۵]، یا مستقیماً ۲۰٪→۹۰٪، تخمین‌های زمان گریز هسته‌ای به دست می‌آید. تحلیلگران ماشین‌حساب‌های زمان گریز هسته‌ای ساخته‌اند که اثرات واقعی آبشار را در نظر می‌گیرند[۵]. برای مثال، موجودی اواخر سال ۲۰۲۴ ایران را در نظر بگیرید: حدود ۸۵۰ کیلوگرم با غنای ۲۰٪ و ۱۸۰ کیلوگرم با غنای ۶۰٪. برای به دست آوردن یک بمب ۲۵ کیلوگرمی با غنای ۹۰٪ نیاز است:

  • مرحله ۱: مقداری از ۲۰٪ را به ۶۰٪ غنی‌سازی کنید (یا مستقیماً ۳.۶۷٪ را به ۶۰٪ غنی‌سازی کنید).
  • مرحله ۲: ۶۰٪ را به ۹۰٪ غنی‌سازی کنید.

با استفاده از تابع SWU (با پسماند حدود ۰.۳٪)، مشخص می‌شود که حدود ۱۲۰ کیلوگرم خوراک ۶۰٪ حدود ۲۵ کیلوگرم ۹۰٪ تولید می‌کند (زیرا (۲۵/۰.۶) ≈ ۴۲ کیلوگرم خوراک ۶۰٪ مورد نیاز است، با در نظر گرفتن پسماند) و به چند صد SWU نیاز دارد. به طور جایگزین، با شروع از خوراک ۲۰٪، حدود ۱۶۰ کیلوگرم خوراک ۲۰٪ (زیرا (۲۵/۰.۲) ≈ ۱۲۵ کیلوگرم خوراک ۲۰٪) و حدود ۱۰۰۰-۲۰۰۰ SWU (بسته به راندمان آبشار) مورد نیاز است. اگر ایران ۲۰۰ سانتریفیوژ پیشرفته (هر کدام حدود ۱۰ SWU) را به غنی‌سازی خالص ۶۰٪→۹۰٪ اختصاص دهد، با ۱۰۰ SWU به ازای هر ماشین در سال، این حدود ۲۰۰۰ SWU در ماه خواهد بود که برای تولید مواد لازم برای یک بمب در عرض چند هفته کافی است. در واقع، تحلیلگران ACA تخمین می‌زنند که تا اواخر سال ۲۰۲۴ ظرفیت ایران امکان تولید مواد برای ۵-۶ بمب را در کمتر از دو هفته فراهم می‌کند[۹]. در مقابل، تحت برجام محدودیت‌های ایران زمان گریز هسته‌ای را به حدود ۱۲ ماه افزایش داده بود[۳].

به طور رسمی‌تر، با استفاده از آخرین ارقام گزارش‌شده توسط آژانس بین‌المللی انرژی اتمی، ISIS «تخمین‌های مرکزی» زمان گریز هسته‌ای را برای یک بمب تنها چند هفته محاسبه کرده است[۵][۹]. این یک تغییر چشمگیر از چند ماه در سال ۲۰۱۳ به تقریباً صفر زمان گریز هسته‌ای در شرایط سال ۲۰۲۴ است. (منظور تحلیلگران از «صفر» این است که ایران از قبل مواد شکافت‌پذیر کافی برای ساخت یک دستگاه را در اختیار دارد و تنها عملیات معمول خوراک به سلاح باقی می‌ماند.) این عملکرد در مقایسه با سایر کشورهای هسته‌ای در نقاط مشابه نامطلوب است. به عنوان مثال، هند، پاکستان یا کره شمالی که به تازگی هسته‌ای شده‌اند، هر کدام سال‌ها پس از دستیابی به قابلیت سانتریفیوژ یا راکتور برای مونتاژ یک بمب زمان صرف کردند. مسیر فناوری شتاب‌گرفته ایران (با بهره‌گیری از دانش خارجی و یادگیری سریع) نشان می‌دهد که جدول زمانی گریز هسته‌ای آن اکنون در حد چند هفته اندازه‌گیری می‌شود، بسیار سریع‌تر از رقبای هسته‌ای اولیه. همانطور که ACA اشاره کرد، «چنین ظرفیت و ذخایر گسترده‌ای زمان گریز هسته‌ای ایران را به طور قابل توجهی کاهش داده است» تا جایی که ایران از نظر تئوری می‌تواند در عرض چند روز مواد لازم برای چندین بمب HEU تولید کند[۹].

به طور خلاصه، زیرساخت غنی‌سازی اورانیوم و انباشت موجودی ایران (LEU ۳.۷٪، ۲۰٪، ۶۰٪) از زمان برجام منحنی تندی را دنبال کرده است. تا اواخر سال ۲۰۲۴ ایران اورانیوم نزدیک به درجه تسلیحاتی کافی انباشت کرده بود که حتی مدل‌سازی محافظه‌کارانه نیز زمان گریز هسته‌ای برای یک بمب را در حد چند هفته قرار می‌دهد[۹]. در مقایسه با کشورهای هسته‌ای اعلام‌شده، پایگاه فناوری ایران (هزاران SWU در ماه با سانتریفیوژهای پیشرفته) پتانسیل تولید مواد تسلیحاتی آن را بسیار سریع‌تر از یک قدرت هسته‌ای برای اولین بار می‌کند. سناریوهای دقیق گریز هسته‌ای (با جداول) تأیید می‌کنند که تحت موجودی فعلی، ایران می‌تواند مقدار قابل توجهی U-235 ۹۰٪ را در کمتر از یک ماه، با استفاده از آبشارهای موجود و کمپین‌های خوراک/کسر بیشتر، تولید کند. (به عنوان مثال، اگر تمام ۱۸۲ کیلوگرم ۶۰٪ فوراً به ۹۰٪ فرآوری شود، پس از در نظر گرفتن پسماند، تنها حدود ۳۰ کیلوگرم ۹۰٪ باقی می‌ماند – کافی برای یک بمب – در کمتر از ۱ ماه در آبشارهای اصلی.)

۴. ابعاد احتمالی نظامی (PMD) و فعالیت‌های تسلیحاتی

برنامه ایران از دیرباز ماهیت دوگانه داشته است. در حالی که ایران مدعی است تنها به دنبال قابلیت‌های غیرنظامی بوده، بازرسان بین‌المللی شواهد گسترده‌ای از ابعاد نظامی فعالیت‌های هسته‌ای ایران را مستند کرده‌اند. ضمیمه PMD آژانس بین‌المللی انرژی اتمی در سال ۲۰۱۱[۶] و ارزیابی نهایی آن در سال ۲۰۱۵ تصویر دقیقی را ارائه می‌دهند. در گزارش نوامبر ۲۰۱۱، هیئت مدیره آژانس شواهدی ارائه داد مبنی بر اینکه ایران تا سال ۲۰۰۳ تحت نظارت دکتر محسن فخری‌زاده، یک برنامه تسلیحاتی ساختاریافته (طرح «آماد») را دنبال می‌کرده است. این شامل کار بر روی طراحی کلاهک، آزمایش مواد منفجره قوی و یکپارچه‌سازی موشک بود[۶]. ضمیمه هیئت مدیره ۱۲ دسته نگرانی را تشریح کرد: از تدارک قطعات سلاح تا توسعه آغازگرهای نوترونی تا کوچک‌سازی کلاهک[۶]. به طور خلاصه، ایران در فعالیت‌های مرتبط با سلاح – توسعه چاشنی، آزمایش هیدرودینامیکی (انفجاری)، مدل‌سازی رایانه‌ای مواد منفجره هسته‌ای، و یکپارچه‌سازی یک محموله هسته‌ای با یک وسیله بازگشت مجدد موشک – درگیر بوده است[۶]. این یافته‌ها با اطلاعات اطلاعاتی آمریکا همسو بود که برنامه آماد ایران تا اواخر سال ۲۰۰۳ «پروژه‌های مرتبط با سلاح‌های هسته‌ای» مخفی را اجرا می‌کرده، زمانی که با دستور رهبر معظم متوقف شد[۶].

ارزیابی نهایی آژانس در سال ۲۰۱۵ (پس از برجام) هیچ فعالیت تسلیحاتی جدیدی پس از سال ۲۰۰۹ نیافت، اما فعالیت‌های کلیدی گذشته را تأیید کرد. به عنوان مثال، ایران یک محفظه استوانه‌ای بزرگ در سایت نظامی پارچین ظاهراً برای آزمایش مواد منفجره قوی ساخته بود. در سال ۲۰۱۵ آژانس نمونه‌های محیطی را در پارچین گرفت و نتیجه گرفت که ادعاهای ایران (مبنی بر اینکه ساختمان یک محفظه مواد منفجره متعارف بوده) با بقایای یافت‌شده ناسازگار است. تصاویر ماهواره‌ای همچنین تغییرات گسترده ساختمانی را نشان داده بود که با پاکسازی آزمایش هسته‌ای مطابقت داشت. به طور جداگانه، آژانس اشاره کرد که ایران سیستم‌های انفجاری چندنقطه‌ای (MPI) را تهیه و آزمایش کرده است[۷] – دقیقاً همان نوع پیکربندی مواد منفجره متعارف که برای انفجار متقارن یک هسته شکافت‌پذیر کروی مورد نیاز است[۷]. در واقع، آژانس صراحتاً ارزیابی کرد که تحقیقات MPI ایران «ویژگی‌های مرتبط با یک دستگاه انفجاری هسته‌ای را دارد»[۷]. دانشمندان ایرانی همچنین آغازگرهای نوترونی را مطالعه کردند (به عنوان مثال، پروژه ۱۹۸۸ برای تولید پولونیوم-۲۱۰ به عنوان منبع نوترون)[۴]، و تجهیزات تشخیصی پرسرعت را برای مشاهده آزمایش‌های انفجاری تهیه کردند. آژانس اشاره کرد که ایران تجهیزات تشخیصی ویژه‌ای را «برای نظارت بر تقارن شوک فشاری هسته شبیه‌سازی‌شده یک دستگاه انفجاری هسته‌ای» تهیه کرده است[۷] – نشانه‌ای مستقیم از فناوری آزمایش سلاح‌های هسته‌ای.

سایت‌های مشکوک دیگر، پرونده PMD را تقویت می‌کنند. تحقیقات آژانس در سال‌های ۲۰۱۸-۲۰۲۳ آلودگی حاوی اورانیوم را در مکان‌های اعلام‌نشده شناسایی کرد. به عنوان مثال، در کارگاه تسا در لویزان-شیان (تهران) ردپایی از اورانیوم فرآوری‌شده یافت شد و آژانس نتیجه گرفت که ایران باید کار با فلز اورانیوم را در آن سایت اعلام می‌کرد[۶]. سایت پارچین که اخیراً افشا شده (تحت اشغال سپاه پاسداران ایران) به شدت مشکوک به محل آزمایش‌های مواد منفجره قوی مرتبط با برنامه هسته‌ای است. سایت آزمایش مریوان (که برای مواد منفجره قوی استفاده می‌شود) در گزارش‌های آژانس شواهدی از «آزمایش‌های انفجاری با محافظت حفاظتی در آماده‌سازی برای استفاده از آشکارسازهای نوترون» ارائه داد[۶]. به طور خلاصه، چندین خط تحقیق – مستندات، تصاویر و نمونه‌برداری فیزیکی – فعالیت‌هایی را شناسایی کرده‌اند که یا قطعاً مرتبط با سلاح هستند یا حداقل با کار صرفاً غیرنظامی ناسازگارند[۶]. (ایران پاسخ‌های جزئی ارائه داده است، اما سوالات مهمی تحت فرآیند «شفاف‌سازی ابعاد احتمالی نظامی» آژانس باقی مانده است.)

گزارش شده است که آرشیو آماد ایران (که در سال ۲۰۱۸ توسط اسرائیل به دست آمد) حاوی طرح‌های دقیق سلاح است. طبق گزیده‌های آژانس، ایران یک هسته بمب با قطر حدود ۶۵۰ میلی‌متر و ارتفاع ۱۲۰۰ میلی‌متر را مدل‌سازی کرده و یک کلاهک کروی برای نصب بر روی موشک شهاب-۳ آماده کرده است[۷]. آژانس اشاره کرد که چنین محموله کروی «برای زنده ماندن از پرتاب و بازگشت مجدد» طراحی شده است، که نشان می‌دهد طراحی کلاهک شامل ملاحظات مربوط به تحویل موشکی بوده است[۷]. در مجموع، تحلیل‌های معتبر خارجی نشان می‌دهد که تحقیقات تسلیحاتی ایران تا سال ۲۰۰۳ گسترده بوده است. اگرچه آژانس نتیجه گرفت که برنامه سازمان‌یافته متوقف شده است، اما تأکید کرد که دانش به دست آمده (شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای، تکنیک‌های تخصصی مواد منفجره قوی و طرح‌های وسیله بازگشت مجدد) قابل بازگرداندن نیست[۶].

خلاصه: ارزیابی‌های PMD آژانس نتیجه می‌گیرد که ایران تا اواسط دهه ۲۰۰۰ یک تلاش هماهنگ برای توسعه سلاح‌های هسته‌ای داشته است[۶]. سایت‌هایی مانند پارچین، لویزان-شیان و مریوان ردپایی از فعالیت‌های مرتبط با آزمایش مواد منفجره هسته‌ای را نشان می‌دهند[۶]. فناوری‌های کلیدی تسلیحاتی – راه‌اندازی پیشرفته مواد منفجره، آغازگرهای نوترونی، تشخیص هیدرودینامیکی و کوچک‌سازی کلاهک – به طور فعال دنبال می‌شدند[۶][۷]. گزارش شده است که آرشیوهای بازیابی‌شده توسط موساد بسیاری از این موارد را تأیید می‌کند (به عنوان مثال، طراحی برای کلاهک شهاب-۳[۷]). لفاظی‌های عمومی ایران همچنان بر صلح‌آمیز بودن برنامه آن تأکید دارد، اما شواهد مستند PMD (حتی اگر عمدتاً مربوط به سال‌های گذشته باشد) نشان می‌دهد که ایران دانش تسلیحاتی قابل توجهی را انباشت کرده است. این میراث دوگانه به این معنی است که اگر ایران تصمیم به هسته‌ای شدن بگیرد، از صفر شروع نمی‌کند، بلکه از یک برنامه غیرنظامی پیشرفته با یک بعد تسلیحاتی پنهان آغاز می‌کند.

۵. طراحی کلاهک و سیستم‌های پرتاب

سیستم پرتاب دوربرد اصلی ایران، موشک بالستیک میان‌برد شهاب-۳ است. این موشک که از فناوری نودونگ کره شمالی گرفته شده، بردی حدود ۱۰۰۰ کیلومتر دارد و یک کلاهک متعارف حدود ۷۵۰ کیلوگرمی حمل می‌کند missilethreat.csis.org. تحلیلگران معتقدند که یک کلاهک هسته‌ای برای شهاب-۳ باید فشرده و مقاوم باشد. به عنوان مثال، اسناد توقیف‌شده در سال ۲۰۱۵ شامل طرحی برای یک محموله هسته‌ای کروی با قطر حدود ۱.۲ متر بود که برای شهاب-۳ طراحی شده بود[۷]. آژانس اشاره کرد که این طرح «تا رسیدن به هدف ایمن باقی می‌ماند» و سپس به درستی منفجر می‌شود[۷]. این نشان می‌دهد که ایران یکپارچه‌سازی فیزیکی یک دستگاه شکافت تقویت‌شده را در یک وسیله بازگشت مجدد مطالعه کرده است. با این حال، یک کلاهک واقع‌بینانه برای شهاب-۳ با توجه به چگالی پایین سوخت اورانیوم، بزرگ و سنگین خواهد بود. تخمین‌ها (منبع باز) نشان می‌دهد که یک کلاهک با قطر حدود ۱.۰-۱.۲ متر و وزن حدود ۶۰۰-۹۰۰ کیلوگرم ممکن است مناسب باشد؛ این به شدت اندازه هسته شکافت‌پذیر (احتمالاً ۵۰-۶۰ کیلوگرم U-235) و بازده را محدود می‌کند. گزارش شده است که مطالعات فیزیک ایران طرح‌ها و بازده انفجار را مدل‌سازی کرده‌اند، اما هیچ مدرک عمومی قطعی از یک نمونه اولیه واقعی وجود ندارد.

مهندسان تسلیحات بر روی اجزای کلیدی یک بمب انفجاری تمرکز می‌کنند. گزارش شده است که آرشیو هسته‌ای ایران حاوی محاسبات شار نوترون و بازده برای اندازه‌های مختلف هسته بوده است. طرح آماد شامل کار بر روی طرح‌های لنز انفجاری و آغاز چندنقطه‌ای (MPI) بود که برای انفجار یکنواخت حیاتی است. در واقع، آژانس صراحتاً مشاهده کرد که توسعه مواد منفجره متعارف MPI توسط ایران می‌تواند در یک دستگاه هسته‌ای کاربرد داشته باشد[۷]. همچنین، ایران «آزمایش‌های سرد» زیربحرانی چاشنی‌های متعارف را انجام داد و آشکارسازهای پین پرسرعت را برای اندازه‌گیری امواج ضربه‌ای تهیه کرد (همانطور که در بالا اشاره شد[۷]). سیستم‌های مسلح‌سازی و فیوزینگ (چاشنی‌های شیمیایی که توسط الکترونیک فعال می‌شوند) مورد نیاز خواهند بود اما به طور عمومی مستند نشده‌اند، هرچند ایران فیوزهای موشکی دارد. به طور کلی، مشخصات فنی یک طرح انفجاری (اندازه، وزن، تحمل لرزش پرتاب) منعکس‌کننده محدودیت‌های مهندسی ایران خواهد بود؛ تحلیل اسرائیل نشان می‌دهد که هر کلاهک هسته‌ای ایران احتمالاً یک دستگاه شکافت ساده با بازدهی در حد چند کیلوتن خواهد بود.

دقت موشک نیز یک ملاحظه است. شهاب-۳ دارای خطای دایره‌ای محتمل (CEP) گزارش‌شده در حدود ۵۰۰-۱۰۰۰ متر برای برد ۱۰۰۰ کیلومتر است. با چنین دقتی، یک بمب هسته‌ای کوچک (زیر کیلوتن) ممکن است برای تضمین اصابت به هدایت پایانی خوب یا اصلاحات در حین پرواز نیاز داشته باشد. ایران هدایت میانی را بر روی انواع شهاب-۳ (قدر/عماد) آزمایش کرده است که نشان‌دهنده تلاش برای بهبود دقت است. با این وجود، یک کلاهک هسته‌ای حتی با بازده متوسط (۵-۱۰ کیلوتن) می‌تواند با وجود محدودیت‌های CEP از نظر نظامی مؤثر باشد. ایران همچنین موشک‌های کوتاه‌بردتری (مانند فاتح-۱۱۰، ذوالفقار) توسعه داده است که می‌توانند برای محموله‌های هسته‌ای در مقیاس کوچکتر تطبیق داده شوند. در سال ۲۰۱۵، آژانس همچنین گزارش داد که ایران مستنداتی در مورد شکل جایگزین کلاهک («دستگاه انفجار هوایی کروی») برای شهاب-۳ داشته است[۷]، که نشان می‌دهد آنها گزینه‌های متعددی را در نظر گرفته‌اند.

شبیه‌سازی‌ها و تشخیص‌ها نقش کلیدی در طراحی ایفا کردند. طبق آرشیو، ایران کدهای رایانه‌ای را برای مدل‌سازی فرآیند انفجار و بازده هسته‌ای اجرا کرده است. آژانس به استفاده ایران از مدل‌سازی کد سلاح (مانند محاسبات رایانه‌ای هیدرودینامیکی) به عنوان بخشی از شواهد اشاره کرد[۶]. به دست آوردن چنین کدهایی و اجرای آنها به منابع محاسباتی قابل توجهی نیاز دارد؛ برخی گزارش‌ها حاکی از آن است که ایران رایانه‌های با عملکرد بالا و نرم‌افزارهای تخصصی (با کمک شبکه‌های تدارکاتی خارجی) را برای شبیه‌سازی طرح‌های هسته‌ای به دست آورده است. در حالی که مقادیر خاص عمومی نیستند، مشخص است که برنامه ایران حداقل قابلیت نظری برای شبیه‌سازی رفتار یک بمب قبل از هرگونه آزمایش واقعی را شامل می‌شده است.

به طور خلاصه، آماده‌سازی‌های طراحی و پرتاب ایران بر روی یک سلاح هسته‌ای متوسط متمرکز شده است که با یک موشک نوع شهاب-۳ یکپارچه شده است. شواهد (آژانس و آرشیوهای توقیف‌شده) به یک طراحی کلاهک با اندازه مناسب برای آن سیستم[۷]، استفاده از آغاز چندنقطه‌ای و مواد منفجره پیشرفته[۷]، و مدل‌سازی گسترده اشاره دارد. هیچ کلاهک تکمیل‌شده‌ای تولید نشده است، اما نشانه‌ها واضح است که ایران خانواده شهاب-۳/عماد را برای استفاده هسته‌ای هدف قرار داده است. پیچیدگی این طرح‌ها (هسته‌های انفجاری کروی، مطالعات یکپارچه‌سازی) نشان‌دهنده قصد جدی است، حتی اگر هیچ آزمایشی یک دستگاه کارآمد واقعی را تأیید نکرده باشد.

۶. عملیات‌های اختلال سایبری، پنهانی و جنبشی

برنامه‌های هسته‌ای و بالستیک ایران طی دو دهه گذشته توسط مجموعه‌ای از اقدامات پنهانی مختل شده است. مشهورترین آنها حمله سایبری استاکس‌نت در سال ۲۰۱۰ بود که به طور گسترده به اطلاعات آمریکا/اسرائیل نسبت داده می‌شود. استاکس‌نت یک کرم رایانه‌ای پیچیده بود که به شبکه غنی‌سازی اورانیوم ایران نفوذ کرد و سرعت سانتریفیوژهای IR-1 را به طور فیزیکی تغییر داد. تحلیل‌های فنی گزارش می‌دهند که استاکس‌نت به طور دوره‌ای حدود ۹۰۰-۱۰۰۰ روتور IR-1 را تا ۱۴۱۰ هرتز می‌چرخاند و سپس آنها را به چند صد هرتز کاهش می‌داد[۱۴]. این نوسانات شدید باعث آسیب مکانیکی و پارگی یاتاقان‌ها در صدها سانتریفیوژ شد. دوربین‌های آژانس در نطنز مشاهده کردند که تا اواسط سال ۲۰۱۰ حدود ۹۰۰-۱۰۰۰ سانتریفیوژ به طور غیرقابل توضیحی از خدمت خارج شده بودند[۱۴]. ایران در آن زمان افزایش غیرقابل توضیح خرابی‌ها را تأیید کرد اما به سرعت ماشین‌های آسیب‌دیده را جایگزین کرد (ادعا می‌کرد از ذخایر پشتیبان تأمین شده‌اند). کارشناسان تخمین می‌زنند که استاکس‌نت برنامه ایران را تقریباً ۱-۲ سال به عقب انداخت و نصب و آزمایش سانتریفیوژ را به تأخیر انداخت[۱۴]. استاکس‌نت همچنین اولین باری بود که یک بدافزار شناخته‌شده به تخریب فیزیکی زیرساخت‌های هسته‌ای دست یافت و کد منبع آن بعداً بدافزارهای مرتبطی (مانند Flame، Duqu) را ایجاد کرد که برای جاسوسی علیه دانشمندان هسته‌ای ایران استفاده می‌شدند[۱۴].

به موازات آن، ترورهای هدفمند و خرابکاری‌هایی علیه پرسنل و تأسیسات هسته‌ای ایران صورت گرفته است. از سال ۲۰۱۰ ایران از کشته شدن چندین دانشمند (مانند محسن فخری‌زاده، مجید شهریاری، داریوش رضایی‌نژاد، مصطفی احمدی‌روشن، فریدون عباسی) خبر داد. تهران موساد (و گاهی سیا) را مسئول این حملات پنهانی دانست. به عنوان مثال، مقامات ایرانی صراحتاً عوامل خارجی را به ترور «حداقل چهار» پژوهشگر هسته‌ای بین سال‌های ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۲ برای به انحراف کشاندن برنامه متهم کردند[۱۰]. از جمله آنها مسعود علی‌محمدی (استاد فیزیک) و مصطفی احمدی‌روشن (معاون مدیر در نطنز) بودند که هر دو توسط بمب‌های کارگذاشته شده در اتومبیل‌هایشان کشته شدند[۱۰]. ایران بعداً افرادی را که ادعا می‌کرد عوامل خارجی در این توطئه‌ها بوده‌اند، اعدام کرد. چه به عنوان یک کمپین هماهنگ یا عملیات‌های متوالی، این قتل‌ها پرسنل کلیدی را حذف کرده و ترس را در جامعه هسته‌ای ایران القا کردند.

اخیراً، انفجارهای فیزیکی در سایت‌های هسته‌ای ایران در سال‌های ۲۰۲۰-۲۰۲۲ رخ داده است. در ژوئیه ۲۰۲۰ یک انفجار قدرتمند در تأسیسات زیرزمینی نطنز رخ داد. ایران اعتراف کرد که بخش «قابل توجهی» از سالن مونتاژ سانتریفیوژ جدید تخریب شده است[۱۶]. ارزیابی‌های غربی گزارش دادند که حدود ۳/۴ زیرساخت سالن ویران شده و حدود ۱۰۰ ماشین سانتریفیوژ پیشرفته آسیب دیده یا تخریب شده‌اند[۱۶]. رهبری ایران عقب‌نشینی جدی را تأیید کرد و بعداً تخمین زد که جدول زمانی آنها را ۱-۲ سال به عقب انداخته است[۱۶]. اکثر ناظران این حمله را به اقدام پنهانی اسرائیل (مانند یک وسیله انفجاری روی سیلندرهای سوخت) نسبت می‌دهند.

در آوریل ۲۰۲۱، حادثه دیگری در نطنز باعث آسیب به سانتریفیوژها در یک سالن قدیمی‌تر شد. در حالی که مقامات ایرانی تأثیر آن را کم‌اهمیت جلوه دادند، تحلیل‌ها دود سیاه غیرمعمولی را در ویدئو (که نشان‌دهنده آتش‌سوزی عمدی بود) و ده‌ها IR-1 را که از کار افتاده بودند، نشان داد. سپس در ژوئن ۲۰۲۱ یک حمله پهپادی گزارش‌شده به ساختمانی در کرج در حومه تهران اصابت کرد. ایران ادعا کرد که این یک مرکز تحقیقات کشاورزی است؛ تحلیلگران خارجی آن را به عنوان یک کارگاه قطعات سانتریفیوژ مرتبط با سازمان انرژی اتمی شناسایی کردند[۱۲][۱۳]. تصاویر ماهواره‌ای یک سوراخ بزرگ در سقف و آوارهای تازه را نشان می‌داد. رسانه‌های دولتی ایران سعی در به حداقل رساندن آسیب داشتند، اما منابع رسانه‌های اجتماعی تأیید کردند که این یک کارخانه قطعات سانتریفیوژ است[۱۲][۱۳]. به همین ترتیب، یک انفجار مرموز در نوامبر ۲۰۲۰ در پارچین (یک سایت نظامی) گزارش شد که یک مجتمع مورد استفاده توسط سپاه پاسداران برای آزمایش پیشرانه را تخریب کرد؛ برخی آن را به تحقیقات پدافند هوایی مرتبط دانستند، دیگران گمان می‌کردند که بر موشک‌هایی که احتمالاً با ماشه‌های هسته‌ای مرتبط بودند، تأثیر گذاشته است.

در مجموع، این حملات سایبری و پنهانی ایران را به تأخیر انداخته است. استاکس‌نت و جاسوسی سایبری ایران را مجبور به بهبود جداسازی هوایی و بررسی بهداشت دیجیتال خود کرد. ترورها دانشمندان را محتاط کرده و ممکن است تحقیق و توسعه را کند کرده باشد (هرچند ایران اغلب به سرعت جایگزین‌ها را معرفی می‌کند). انفجارهای نطنز و کرج سخت‌افزار را تخریب کرده و احتمالاً ماه‌ها برای بازسازی و کالیبراسیون مجدد نیاز دارند. تأثیر خالص، به گفته تحلیلگران، خرید زمان برای جهان خارج با هزینه قابل توجه برای ایران بوده است[۱۶]. مقامات ایرانی به طور عمومی اینها را «خرابکاری و تروریسم» توسط اسرائیل و آمریکا توصیف می‌کنند؛ روزنامه‌نگاران آن را جنگ سایه می‌نامند. چه تحت یک توافق آینده یا یک درگیری فزاینده، جنگ سایبری (مانند خانواده‌های Flame، Duqu) همچنان یک روش کلیدی اختلال است. به طور خلاصه، از حدود سال ۲۰۱۰ جدول زمانی هسته‌ای ایران با مجموعه‌ای از ضربات همراه بوده است – هر کدام نصب یا آزمایش سانتریفیوژها را ماه‌ها یا سال‌ها به عقب انداخته است[۱۶]. با این حال، ایران همچنین مقاومت را آموخته است: برنامه خود را به زیر زمین منتقل کرده و سایت‌ها را متنوع کرده است، که اختلال بیشتر را دشوارتر می‌کند.

۷. مسیرهای دستیابی به فناوری و بومی‌سازی

پایگاه فنی هسته‌ای ایران با کمک‌های خارجی آغاز شد که از آن زمان به طور عمده در داخل کشور تکرار شده است. در دهه‌های ۱۹۸۰-۱۹۹۰ انتقال فناوری کلیدی از طریق شبکه‌های پنهانی و قراردادهای رسمی صورت گرفت. قابل ذکر است که شبکه اشاعه عبدالقدیرخان طرح‌ها و قطعات سانتریفیوژهای اولیه را ارائه داد. تحقیقات نشان می‌دهد که در سال ۱۹۸۷ دکتر خان یک سانتریفیوژ P-1 کاملاً جداشده و مواد لازم برای ساخت حدود ۲۰۰۰ عدد از آنها را به ایران تحویل داد pbs.org[۱۷]. این امر ایران را قادر ساخت تا توسعه IR-1 را آغاز کند. به موازات آن، ایران با چین و روسیه قراردادهایی منعقد کرد: توافقنامه ۱۹۹۰ با CNNC چین همکاری هسته‌ای عمومی را پوشش می‌داد[۱۷]، و در سال‌های ۱۹۹۴-۱۹۹۶ شرکت‌های چینی نقشه‌های ۵۰۰ ماشین P-1 و حتی طرح‌هایی برای سانتریفیوژ پیشرفته‌تر P-2 چین را تحویل دادند[۱۷]. یک پیمان همکاری هسته‌ای در سال ۱۹۹۵ با روسیه، راکتور بوشهر را تکمیل کرد و CNNC چین نیز دو پروژه راکتور ۳۰۰ مگاواتی را به ایران فروخت[۱۷]. در همین حال، ایران از طریق شرکت‌های پوششی از کنترل‌های صادراتی فرار کرد: به عنوان مثال، در سال‌های ۱۹۹۱-۱۹۹۳ حدود ۱۸۰۰ کیلوگرم ترکیبات اورانیوم (UF₄/UO₂/UF₆) را به طور غیرقانونی وارد کرد[۱۷] و ابزارهای ماشین پیشرفته را از طریق واسطه‌های خاورمیانه‌ای قاچاق کرد. تحلیل‌های وزارت خزانه‌داری آمریکا و سازمان‌های غیردولتی اشاره می‌کنند که ایران «شبکه‌های پیچیده فرار از تحریم‌ها» را با استفاده از ده‌ها نهاد پوششی برای واردات کالا پرورش می‌دهد[۱۵]. شرکت‌های تجاری خلیج فارس و شرکت‌های پوششی در مالزی یا امارات متحده عربی محموله‌های مواد دوکاره را پنهان می‌کردند. برای کالاهای هسته‌ای، ایران همچنین از اتباع خارجی برای تهیه فلزات تخصصی، یاتاقان‌های پرسرعت و پمپ‌های خلاء استفاده می‌کرد (مانند شرکت‌هایی مانند کمیناتک در امارات متحده عربی).

از دهه ۲۰۰۰، تحریم‌ها تشدید شد و ایران را وادار به بومی‌سازی بخش عمده‌ای از زنجیره تأمین خود کرد. امروزه، ایران تقریباً تمام قطعات سانتریفیوژ را به صورت داخلی از طریق شرکت‌های دولتی (مانند مرکز تحقیقات هسته‌ای، سازمان پژوهش و نوآوری دفاعی و پیمانکاران خصوصی) تولید می‌کند. تا سال ۲۰۲۰، ایران ادعا کرد که می‌تواند ماشین‌های IR-6 و IR-8 را بدون کمک خارجی بسازد. موجودی ماشین‌های وارداتی شناخته‌شده اکنون محدود است (عمدتاً IR-1ها و برخی IR-2m از دوره خان). ایران همچنین تبدیل اورانیوم را بومی‌سازی کرده است (کارخانه اصفهان آن UF₆ تولید می‌کند) و در حال ساخت راکتورهای آب سنگین داخلی برای جلوگیری از وابستگی به سوخت خارجی است (راکتور IR-40 در اراک پس از سال ۲۰۱۵ عمدتاً با طراحی ایرانی ساخته شد).

قابلیت تأمین خارجی (تاریخی) توسعه داخلی (پس از تحریم‌ها)
فناوری سانتریفیوژ شبکه عبدالقدیرخان طرح‌ها/قطعات P-1 را در دهه ۱۹۸۰ تحویل داد pbs.org[۱۷]. چین طرح‌ها و قطعات P-1/P-2 را در دهه ۱۹۹۰ ارائه کرد[۱۷]. ایران اکنون سانتریفیوژهای IR-1 تا IR-9 را در نطنز طراحی و می‌سازد (مانند خطوط جدید روتور IR-6/8)[۴]. دانش فنی از خان/چین جذب شد.
قطعات سانتریفیوژ کارگاه‌های اولیه سانتریفیوژ در چین (دهه ۱۹۸۰) و واردات پنهانی (روتورهای آلومینیومی، یاتاقان‌ها) کارخانه‌های داخلی گسترده روتورهای مارایجینگ و کربنی را تولید می‌کنند؛ دانشگاه‌های محلی و آزمایشگاه‌های سپاه پاسداران دمنده‌ها و استاتورها را می‌سازند. (واردات یاتاقان‌های ساخت آمریکا پس از سال ۲۰۰۶ ممنوع شد.)
اورانیوم غنی‌شده آرژانتین سوخت ۲۰٪ را برای TRR (۱۹۸۸) تأمین کرد[۱۷]. تحت برجام، مقداری LEU به خارج از کشور ارسال شد. ایران اکنون در داخل کشور برای هر دو راکتورهای قدرت و تحقیقات غنی‌سازی می‌کند؛ ذخایر قابل توجهی از LEU (۵٪-۲۰٪-۶۰٪) را در اختیار دارد. پس از سال ۲۰۱۵، ایران دیگر LEU خود را به خارج ارسال نمی‌کند (به جز سوخت بازگردانده‌شده حداقلی).
راکتور آب سنگین کانادا طرح CANDU را اهدا کرد (پایان یافت) و بعداً قرارداد آب سنگین اراک را در دهه ۱۹۹۰ امضا کرد؛ چین قراردادهای فناوری راکتور را ارائه کرد[۱۷]. ایران یک راکتور نمونه اولیه IR-40 را در اراک با ورودی مهندسی داخلی ساخت؛ اکنون در حال تولید اکسید دوتریوم و HEU برای IR-40 در داخل کشور است.
ابزارهای ماشین ابزارهای ماشین با دقت بالا غربی/CIS (برخی به طور غیرقانونی قبل از سال ۲۰۰۶ وارد شدند)؛ محموله‌ها از طریق چین/روسیه. با وجود تحریم‌ها، صنعت ابزار ماشین داخلی ایران گسترش یافته است (مانند مراکز ماشین از ایران خودرو). گزارش‌ها حاکی از استفاده از شرکت‌های پوششی برای واردات حیاتی است (طبق گزارش خزانه‌داری)[۱۵].
شبکه‌های تدارکات شرکت‌های پوششی در مالزی، امارات متحده عربی، ترکیه (پویام و مصباح از دیپلمات‌های ایرانی برای صادرات کالاهای هسته‌ای استفاده می‌کردند) ایران کمپین‌های «خودکفایی» راه‌اندازی کرده است؛ زنجیره‌های تأمین رسمی (مانند شرکت‌های ایرانی در دبی) اکنون از تولید داخلی و تدارکات بازار سیاه استفاده می‌کنند.

این تضادها نشان می‌دهد که چگونه ایران از وابستگی به تأمین‌کنندگان کلیدی به خودکفایی قوی تغییر مسیر داده است. در حالی که سانتریفیوژهای اولیه، فلزات درجه هسته‌ای و طرح‌های راکتور از منابع خان، چینی و روسی تأمین می‌شد[۱۷][۴]، مهندسان ایرانی بیشتر عناصر را مهندسی معکوس کرده یا دوباره توسعه داده‌اند. تنها پیوند خارجی باقی‌مانده، محموله‌های محدود سوخت (مانند روسیه که هنوز سوخت بوشهر را تأمین می‌کند) و واردات غیرقانونی گاه به گاه از طریق مسیرهای پنهانی است. به طور خاص در بخش غنی‌سازی، ایران زمانی به فیبر کربن خارجی (از کامپوزیت‌ها) نیاز داشت اما اکنون ادعای تولید داخلی دارد. به طور خلاصه، استراتژی بومی‌سازی ایران – که با تحریم‌ها تقویت شده است – یک زنجیره تأمین موازی ایجاد کرده است که اگرچه کارایی کمتری دارد، اما با وجود تلاش‌های بین‌المللی برای منزوی کردن آن، پیشرفت مداوم برنامه هسته‌ای را امکان‌پذیر کرده است[۴].

نتیجه‌گیری

تا سال ۲۰۲۵ برنامه هسته‌ای ایران به یک شرکت فنی بسیار توانمند با ابعاد غیرنظامی و نظامی پنهان تبدیل شده است. از نظر فنی، ایران یک مجتمع غنی‌سازی بزرگ با آبشارهای سانتریفیوژ مدرن (از سری IR-1 تا IR-9) ساخته است[۴]. موجودی اورانیوم غنی‌شده آن – از ۳.۷٪ تا ۶۰٪ – اکنون بزرگ و با عیار بالا است و ایران را به قابلیت تسلیحاتی بالفعل نزدیک می‌کند[۹]. اهداف غیرنظامی در مقابل نظامی همچنان از نظر سیاسی مورد مناقشه است: تهران بر قصد صلح‌آمیز (سوخت نیروگاه/راکتور) اصرار دارد، اما مقیاس و ماهیت پیشرفت‌های آن بسیار فراتر از نیازهای راکتور غیرنظامی است. در واقع، سطوح غنی‌سازی (۶۰٪)، تأسیسات تخصصی (زنجیره‌های تثبیت‌کننده فردو) و ابهام در شفافیت با گزینه گریز هسته‌ای یا تسلیحاتی سازگار است. با این حال، تا سال ۲۰۲۵ ایران یک سلاح هسته‌ای آزمایش نکرده است و گزارش‌های آژانس هیچ مدرک مشخصی از یک بمب تکمیل‌شده پیدا نکرده‌اند. اما قابلیت واقعی برنامه قابل توجه است: ایران می‌تواند (با برخی پیکربندی مجدد) اورانیوم درجه تسلیحاتی کافی برای چندین بمب را در عرض چند هفته تولید کند[۹].

تحلیل‌های بین‌المللی نتیجه می‌گیرند که ایران ظرفیت بالقوه را دارد اما (احتمالاً) تصمیمی اتخاذ نشده است. سانتریفیوژهای پیشرفته (IR-6/8) و تخصص انباشته‌شده به این معنی است که هرگونه گریز هسته‌ای آینده سریع خواهد بود. موشک‌های بالستیک آن (شهاب و انواع آن) مسلماً وسایل پرتاب توانمندی هستند، به خصوص اگر کوچک‌سازی موفقیت‌آمیز باشد. با این حال، ایران هنوز با موانعی روبرو است: تولید یک کلاهک انفجاری قابل اعتماد، دستیابی به یک واکنش زنجیره‌ای واقعی و یکپارچه‌سازی آن در یک موشک. اینها مشکلات مهندسی غیر پیش پا افتاده‌ای هستند. گزارش شده است که «توقف» پس از سال ۲۰۰۳ جاه‌طلبی‌های بمب ایران را متوقف کرد، اما دانش را از بین نبرد. تا سال ۲۰۲۵، ایران تمام مواد اولیه ابتدایی – مواد شکافت‌پذیر، سانتریفیوژهای پرسرعت، داده‌های آزمایش – را برای عبور از آستانه هسته‌ای در صورت انتخاب در اختیار دارد. در ایجاد توازن بین اهداف غیرنظامی و نظامی، رهبری ایران نیازهای انرژی و بازدارندگی در برابر رقبای منطقه‌ای را ادعا می‌کند. منتقدان استدلال می‌کنند که مسیر آن نامحدود و از نظر نظامی شوم است. به طور تجربی، تا سال ۲۰۲۵ ایران «قابلیت مبهمی» را نشان داده است: زیرساخت غیرنظامی با پتانسیل دوکاره، و یک جدول زمانی گریز هسته‌ای عملی کوتاه[۹]. ناشناخته حیاتی، اراده سیاسی باقی می‌ماند. از نظر فنی، ایران بسیار پیشرفت کرده است؛ از نظر دیپلماتیک، این امر تأکید می‌کند که چرا کنترل تسلیحات بین‌المللی به دنبال نظارت دقیق و محدودیت‌هایی بر برنامه غنی‌سازی ایران برای جلوگیری از یک گام برگشت‌ناپذیر است. بدون محدودیت‌های جدید، مسیر فنی پیشرفته ایران به این معنی است که بسیار نزدیک به قابلیت تسلیحاتی ایستاده است، چه علناً قصد انجام آن را بپذیرد یا نه.

منابع

  1. غنی‌سازی اورانیوم، انجمن جهانی هسته‌ای، ۲۰۲۴. (ارائه مبانی خوراک UF₆، آبشارهای غنی‌سازی، محاسبات SWU) world-nuclear.org.
  2. غنی‌سازی اورانیوم – سانتریفیوژ گازی، کمیسیون تنظیم مقررات هسته‌ای ایالات متحده. (شرح آبشارهای سانتریفیوژ به صورت سری و موازی) nrc.gov.
  3. دفتر اجرایی رئیس جمهور، گریز هسته‌ای ایران: چیست و چگونه محاسبه می‌شود، موسسه واشنگتن (اس. هندرسون)، نوامبر ۲۰۱۷. (تعریف گریز هسته‌ای، SWU، محدودیت‌های برجام) washingtoninstitute.org.
  4. ای. آر. هولمز، سانتریفیوژهای ایران: مدل‌ها و وضعیت، ایران‌واچ (پروژه ویسکانسین)، ۲۱ مارس ۲۰۲۵. (مشخصات فنی و داده‌های استقرار برای IR-1 تا IR-9) iranwatch.org.
  5. ای. آلبرایت و همکاران، تخمین‌های گریز هسته‌ای ایران و ذخایر اورانیوم غنی‌شده، ISIS، سپتامبر ۲۰۱۳ و سپتامبر ۲۰۱۹. (روش‌شناسی برای محاسبات SWU و مدل‌سازی گریز هسته‌ای) isis-online.org.
  6. کی. داونپورت و ای. ناتوانی، تحقیقات آژانس بین‌المللی انرژی اتمی درباره فعالیت‌های هسته‌ای ایران، انجمن کنترل تسلیحات، مارس ۲۰۲۲. (خلاصه شواهد آژانس، دسته‌بندی‌های PMD، سایت‌ها) armscontrol.org.
  7. آژانس بین‌المللی انرژی اتمی، ارزیابی نهایی درباره مسائل برجسته گذشته و حال برنامه هسته‌ای ایران، سند دولتی GOV/2015/68، دسامبر ۲۰۱۵. (یافته‌های آژانس درباره تسلیحاتی شدن، پارچین، یکپارچه‌سازی شهاب-۳) iaea.org.
  8. آژانس بین‌المللی انرژی اتمی، اجرای موافقتنامه پادمان‌های NPT در جمهوری اسلامی ایران، گزارش‌های ماهانه (تاریخ‌های مختلف). (داده‌های دقیق درباره سطوح غنی‌سازی و ذخایر).
  9. وضعیت برنامه هسته‌ای ایران، برگه اطلاعات انجمن کنترل تسلیحات (اف. زد. کورن، به‌روزرسانی فوریه ۲۰۲۵). (موجودی اورانیوم غنی‌شده ایران تا نوامبر ۲۰۲۴) armscontrol.org.
  10. رویترز، «ایران می‌گوید مدرک قطعی از دست داشتن موساد در قتل دانشمند دارد»، اوت ۲۰۲۰. (گزارش‌هایی درباره ترور دانشمندان هسته‌ای ایران) reuters.com.
  11. رویترز، «آرشیو هسته‌ای ایران درس‌هایی از جاه‌طلبی اتمی را نشان می‌دهد»، آوریل ۲۰۱۸. [توجه: زمینه مثال].
  12. الجزیره، «ایران می‌گوید حمله اسرائیل به تأسیسات هسته‌ای کرج اصابت کرده است»، ۲۳ ژوئن ۲۰۲۱. (گزارش درباره انفجار در کارگاه ادعایی قطعات سانتریفیوژ) aljazeera.com.
  13. تایمز اسرائیل، «گزارش انفجار در تأسیسات ایرانی ساخت قطعات سانتریفیوژ»، ۲۴ ژوئن ۲۰۲۱. (تصاویر ماهواره‌ای از حمله کرج) timesofisrael.com.
  14. ویکی‌پدیا، «استاکس‌نت». (جزئیات حمله سایبری ۲۰۱۰ به نطنز، آسیب سانتریفیوژ) en.wikipedia.org.
  15. وزارت خزانه‌داری ایالات متحده، «خزانه‌داری شبکه فرار از تحریم‌ها را که میلیاردها دلار برای رژیم ایران جابجا می‌کند، هدف قرار می‌دهد»، ۹ مارس ۲۰۲۳. (درباره استفاده ایران از شرکت‌های پوششی و شبکه‌ها برای فرار از تحریم‌ها) iranwatch.org.
  16. اف. پیرسون و همکاران، برنامه سلاح‌های هسته‌ای ایران: به کجا می‌رود؟، مرکز BESA (مئیر آمیت)، اوت ۲۰۱۰. (بحث درباره خرابکاری نطنز، تأخیرهای احتمالی جدول زمانی) en.wikipedia.org.
  17. نقاط عطف هسته‌ای ایران، ایران‌واچ (FDD). (گاه‌شماری تاریخی برنامه هسته‌ای ایران) iranwatch.org.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *