داشتن یک راکتور آب سنگین و البته ساختن آن در ایران یک کار بزرگ بوده و نشان از توان بالای متخصصان کشورمان دارد اما نکته مهم این است که اگر آب سنگین این راکتور تامین نشود، چه باید کرد؟ در دنیایی که آمریکا به نزدیک‌ترین متحدش یعنی رژیم صهیونیستی تنها 25 کیلوگرم آب سنگین در سال می‌دهد، تامین 90 تن آب سنگین برای تپش قلب راکتور اراک کار غیر ممکنی است اما آینده‌اندیشی مسئولان کشورمان از یک سو و تلاش و مجاهدت خاموش دانشمندان این عرصه از سوی دیگر باعث شد تا قبل از اتمام کار ساخت راکتور آب سنگین اراک، تاسیسات تولید آب سنگین در همان منطقه خنداب اراک شروع به کار کند تا خیالمان از داشتن آب سنگین برای راکتور راحت گردد. ایران به عنوان نهمین کشور تولیدکننده آب سنگین در دنیا به این محصول رسید و حتی توانست بیش از ظرفیت تعریف شده ابتدای کار - 16تن - امروز به میزان 20 تن تولید آب سنگین با غنای 99.88درصد در سال برسد. بعد از بازدید راکتور آب سنگین اراک، بی‌مناسبت نبود به دیدار مدیر مجتمع تولید آب سنگین هم برویم و از او در مورد این دستاورد عظیم و پر سود که علاوه بر استفاده در راکتور آب سنگین، ویژگی‌ها و موارد استفاده متعدد و مهمی در سایر صنایع دارد، بپرسیم.
ما سیاسی نیستیم
مهندس جوانی که روبه‌روی ما نشسته بود و مدیریت این مجموعه بزرگ از تاسیسات سازمان انرژی اتمی کشورمان را بر عهده داشت بیش از هر چیز تاکید کرد که ما سیاسی نیستیم و توضیحات ما هم فنی خواهد بود البته من هم به او قول دادم که سوال سیاسی نپرسم و تنها از ابعاد فنی این تاسیسات، پرس‌وجو کنم.
آب سنگین چیست؟
ابتدا علت ساخت تاسیسات آب سنگین و تاریخچه‌ای از شروع به کار مجتمع را جویا شدم اما او به سراغ تعریف آب سنگین رفت و سوالم را با این پرسش پاسخ داد که اول باید بگوییم آب سنگین چیست؟ در واقع آب سنگین همان آب معمولی است با این تفاوت که جرم مولکولی آب سنگین 20 و جرم مولکولی آب معمولی 18 بوده و به جای 2 هیدروژن و یک اکسیژن در آب معمولی (H2O 2) عدد اتم دوتریوم جایگزین شده و D2O را شکل داده است. در حقیقت دوتریوم یک ایزوتوپ از هیدروژن به شمار می رود که به جای هیدروژن در مولکول آب می‌نشیند. از آن‌جایی که هر دو ایزوتوپ هستند تفاوت فیزیکی خاصی نداشته اما از لحاظ هسته‌ای تفاوت دارند. آب سنگین پرمصرف‌ترین ایزوتوپ پایدار دنیاست و در حال حاضر استفاده‌های خیلی زیادی دارد که روز به روز در حال افزایش است.
کاربردهای آب سنگین
در گذشته از آب سنگین تنها به عنوان کندکننده یا سرد‌کننده راکتور آب سنگین استفاده می‌شد ولی الان استفاده‌های پزشکی و محیط زیستی و دارویی و بهداشتی و استفاده‌های لیبلینگ یا نشان‌دار کردن هم دارد که باعث شده تا مصرف این ماده استراتژیک به شدت بالا برود. نکته دیگر این است که آب سنگین، رادیواکتیو یا رادیودارو نیست و خاصیت تشعشعی ندارد و در واقع یک ایزوتوپ محسوب می‌گردد. نکته دیگر نیز این است که آب سنگین در طبیعت موجود بوده و در واقع از هر 7 هزار اتم هیدروژن یکی از آن‌ها دوتریوم است یا از هر 7 هزار مولکول آب معمولی یکی مولکول آب سنگین است. کاری که در مجموعه آب سنگین می‌کنیم استخراج این مولکول است. از هر یک میلیون مولکول آب، 145 مولکول دوتریوم است که به واحد آن PPM می‌گوییم یعنی آب طبیعی 145 PPM دوتریوم دارد اما اینکه همه این مقدار آب سنگین را بتوان استخراج کرد بستگی به روش‌های استخراج دارد.
چرا در راکتور اراک از آب سنگین استفاده می شود؟
وی در ادامه صحبت‌هایش به علت استفاده از آب سنگین در راکتور اراک اشاره کرد و اظهار داشت: «خواص مهم آب سنگین که برای استفاده در راکتور جذابیت پیدا کرده، سبک بودن هسته، جذب کم نوترون، عدم تغییر خواصش مقابل تشعشعات هسته‌ای و عدم واکنش با میله سوخت است و آب سنگین با توجه به این مسئله که 600 برابر کمتر از آب معمولی نوترون جذب می‌کند این توانایی را به سوخت می‌دهد که نیازی به غنی‌سازی اورانیوم برای سوخت راکتور نباشد و آب سنگین به تنهایی در کنار اورانیوم طبیعی پالایش شده قرار می‌گیرد و هم رادیو ایزوتوپ می‌دهد و هم امکان تولید برق دارد.»
ایران، عراق، کره شمالی و سوریه در لیست سیاه صادرات آب سنگین آمریکا
گویا در زمینه صادرات و واردات آب سنگین در دنیا نیز محدودیت‌های شدیدی برقرار است. رئیس مجتمع در این مورد می‌گوید: «آمریکا قوانینی به نام NRC دارد که این قوانین کشورها را از حیث دسترسی به آب سنگین به 3 دسته تقسیم کرده است؛ دسته اول کشورهایی هستند که شرکت‌های آمریکایی اجازه صادرات آب سنگین به آن‌ها را ندارند مثل ایران، عراق، کره شمالی و سوریه. کشورهای دسته دوم آن‌هایی هستند که شرکت‌های آمریکایی در سال مجوز صادرات 25 کیلوگرم آب سنگین به آن‌ها را دارند مثل هند، میانمار، افغانستان، رژیم صهیونیستی و کشورهای دسته سوم که سخت‌گیری کمتری در مورد آن‌ها وجود دارد حداکثر میزان صادرات آب سنگین یک تن در سال است و شما می‌توانید این عدد را با 20 تن آب سنگینی که در حال حاضر در کشور در مجتمع آب سنگین در حال تولید است مقایسه کنید.»
یکی از نکات پر افتخار برای ما ایرانیان در هر فن‌آوری و دانشی، پیشرو بودن در آن عرصه در دنیاست. در مورد تولید آب سنگین نیز مدیر مجتمع آمار جالبی دارد. او می‌گوید: «ایران بعد از کشورهایی همچون آمریکا، روسیه، چین، هند،آرژانتین، رومانی، کانادا و... نهمین کشوری بود که در دنیا آب سنگین تولید کرد اما در حال حاضر در دنیا 5 کشور همچنان آب سنگین تولید می‌کنند البته در حال حاضر به غیر از راکتور آب سنگین که یک نیاز اولیه به آب سنگین دارد و نیازش تامین شده، چندصد کیلوگرم آب سنگین هم برای مصارف غیر راکتور تولید می‌کنیم که البته به صورت ترکیبات آب سنگین به نام «دوتره» عرضه می‌شوند.»
احداث واحد تولیدی آب سنگین اراک
به تاریخچه ساخت این مجتمع باز می‌گردیم: «طراحی اولیه تاسیسات تولید آب سنگین از سال 73 و طراحی تفضیلی آن از اوایل سال 77 شروع شد و واحدهای اصلی تولید آب سنگین نیز از اوایل سال 84 اولین محصولات خود را بیرون دادند. نهایتا در شهریور ماه سال 85 با دریافت استاندارد جهانی وارد فاز تولید صنعتی شدیم.» این همه لوله در هم تنیده و تانکرهای بزرگ که کار تولید یکی از حیاتی‌ترین مواد مصرفی این روزهای دنیا را برعهده دارند همه ساخت ایران و ایرانی توانمند هستند. این را مدیر مجتمع با افتخاری که از برق چشم‌هایش قابل تشخیص است می‌گوید و ادامه می‌دهد: «کلیه کارهای طراحی، خرید و ساخت و اجرا و راه‌اندازی مجتمع تولید آب سنگین در داخل کشور انجام شده و هیچ مشاور و پیمانکار خارجی در این موضوع وجود نداشته و کارفرما هم سازمان انرژی اتمی بوده است.» با تعجب از اینکه هیچ کمک علمی نگرفته‌اند، وظیفه آژانس بین‌المللی انرژی اتمی در کمک به این پروژه‌ها را یادآور می‌شوم که با صراحت پاسخ می‌دهد آژانس به ما که عضوش هستیم هیچ کمکی نکرد و در واقع از گوشه‌هایی از این علم که در تحقیقات بین‌المللی و در صنایع دیگر وجود دارد استفاده می‌کردیم و بعد از 4 سال تحقیق و بررسی از طراحی پایه به طراحی تفضیلی رسیدیم.» بحث که به اینجا رسید برایم جالب شد که از علت انتخاب خنداب برای سایت تولید آب سنگین بپرسم.
چرا خنداب
وی می گوید: «در انتخاب سایت چند موضوع دخیل است. بحث‌های تامین مواد اولیه، زلزله‌خیز بودن، استراتژیک بودن منطقه، بحث‌های سیاسی، پدافندی و... خود به خود ورود پیدا می‌کنند. 5 سایت برای بحث آب سنگین در شهرهای مختلف پیشنهاد شده بود منابع اولیه و مهم‌ترین منبع اولیه ما آب است اما مهمتر از آب بحث‌های زلزله‌خیر بودن و پدافندی است که هزینه‌های ساخت را پایین می‌آورد. با لحاظ این موارد مکان فعلی در نزدیکی شهر خنداب استان مرکزی برای این سایت انتخاب شد.»
سوال بعدی که شاید ذهن بسیاری را درگیر کند این است که آیا آبی که شما برای تولید آب سنگین استفاده می‌کنید تفاوتی با آب‌های دیگر دارد؟ او اینگونه به سوال من جواب می دهد که تقریبا هیچ فرقی بین آب اینجا با سایر مناطق وجود ندارد البته آب برخی مناطق میزان دوتریوم بیشتری دارند و برخی هم کمتر است اما تفاوت چشم‌گیری وجود ندارد. در مورد مصرف آب هم باید بگویم که مصرف آب مجموعه ما در حد یک حلقه چاه است و خیلی زیاد نیست و شما این حلقه چاه را با 600 حلقه چاهی که در منطقه وجود دارد مقایسه کنید.
روش‌های تولید آب سنگین
به بحث‌های فنی تولید آب می‌رسیم و رئیس مجتمع توضیح می‌دهد که روش‌های تولید آب سنگین در دنیا متفاوت هستند؛ عوامل انتخاب یک روش برای تولید آب سنگین به میزان سرمایه‌گذاری لازم، فاکتور جداسازی، انرژی مصرفی، سهولت مواد اولیه و... بستگی دارد: «بر این اساس ما 2 روش را به عنوان روش تولید آب سنگین استفاده می‌کنیم یعنی از غنای 145PPM یا همان یک در 7 هزار تا 15 درصد غنای آب سنگین از روش GS یا تبادل 2 دمایی آب و H2S استفاده می‌کنیم و از غنای 15 درصد تا 99.8 درصد که استاندارد جهانی است از روش تقطیر در خلا کمک می‌گیریم. البته این حداقل استاندارد است و ما از این میزان هم بیشتر آب سنگین را غنی کرده و به 99.9 می‌رسانیم تا خیالمان راحت باشد. این عدد به خاطر نیاز راکتور آب سنگین تعریف شده است و در استفاده‌های غیر راکتور می‌توان از غنای 5 درصد و 10 درصد هم استفاده کرد و ما سعی داریم همه نیازها را پوشش دهیم. در فرآیند تولید آب سنگین ابتدا باید آبی که از چاه بیرون می‌آید یون‌هایش حذف شود، در مرحله بعد اکسیژن و گازهای محلول در آن گرفته می‌شوند و بعد از این آب وارد برج‌های تبادل 2 دمایی شده و در تبادل با گاز H2S قرار می‌گیرد. این گاز را که خودمان اینجا تولید می‌کنیم بسیار خطرناک است و مقدار بسیار کمی از آن می‌تواند کشنده باشد. در هوای گرم، گاز H2S دوتریوم را از آب معمولی جذب می‌کند و در برج سرد به آب پس می‌دهد و لذا غنای دوتریوم در برج سرد افزایش می‌یابد و نهایتا آب سنگین 15درصد از این واحد تولید و به واحد تقطیر در خلا ارسال می‌شود. در آنجا با تقطیر در خلا به غنای 99.8 درصد می‌رسد و نهایتا این آب سنگین غنی شده بعد از کار در واحد فینیشینگ یا واحد پایانی که میزان روغن، هوا و ناخالصی‌های فلزی را به حد مجاز راکتور که حداکثر 3 دهم در میلیون است می‌رساند، در انتها در بشکه‌هایی جمع‌آوری و نگهداری می‌شود.»
رکورد 20تنی تولید آب سنگین در سال
سوال بعدی ما از مدیر مجتمع آب سنگین، افق‌های پیش روی این مجتمع در آینده است. وی چشم‌انداز شرکت را تبدیل شدن به یک شرکت جهانی در زمینه تولید ایزوتوپ‌های پایدار تا سال 1404 می‌داند و می‌گوید: «این تصمیم 4 سال قبل و بعد از اینکه آب سنگین به نتیجه رسید، گرفتیم و سال به سال در حال برداشتن گام‌هایی به این سمت هستیم.»
در ادامه گپ و گفت جالب ما با مدیر مجتمع به دستاوردها و محصولات این تاسیسات می‌پردازیم و او توضیح می‌دهد که محصولات تولیدی حال حاضر در مجتمع آب سنگین عبارتند از خود آب سنگین، ترکیبات دوتره، آب سبک و اکسیژن 18. البته او معتقد است اولین دستاورد مهم را سال گذشته کسب کردیم که توانستیم 25 درصد بالاتر از ظرفیت طراحی اولیه که 16تن آب سنگین در سال بود را کسب کرده و به تولید 20 تن آب سنگین برسیم. در حقیقت ابتدا طراحی آب سنگین برای 8 تن در سال بود که با طراحی جدید به 16 تن رسید ولی الان با تغییرات فرآیندی که دادیم این 16 تن را به 20 تن در سال رساندیم و سال 93، 20 تن محصول داشتیم. این عدد 60 درصد بالاتر از روز اول تولیدمان بود چون در سال‌های اولیه 12 تن در سال محصول داشتیم که با رفع عیوب و افزایش دقت‌ها توانستیم به 20 تن برسانیم. این مجموعه یک دستاورد اقتصادی هم داشته و آن هم حفظ قیمت محصول با وجود تورم بوده است و خوشبختانه امروز ما این توانایی را داریم که قیمت محصولمان را پایین‌تر از قیمت جهانی آب سنگین عرضه کنیم که این مسئله در حوزه صادرات بسیار مهم است.»
صحبت قیمت آب سنگین شد و من کنجکاو شدم تا از قیمت این محصول که گفته می‌شود راهبردی است بپرسم. مهندس می‌گوید قیمت جهانی آب سنگین آن هم اگر بفروشند 700 دلار برای هر لیتر است یعنی حداقل 2 میلیون و 300 هزار تومان برای هر لیتر.
دنبال صادرات ترکیبات دوتره هستیم
با این قیمت بالا چرا کشورهای دیگر دنبال تولید آب سنگین نمی‌روند و چرا از آن 9 کشوری که این فن‌آوری را دارند تنها 5 کشور تولید آب سنگین را ادامه می‌دهند؟ جواب مهندس به این سوال ترکیبی من این بود که آن کشورها به میزان زیادی تولید و ذخیره کرده‌اند و در واقع استراتژی خود را از تولید به سمت واردات تغییر داده‌اند. من با این توضیح سوال دیگری مطرح می‌کنم و آن اینکه در این صورت ما هم برای راکتور اراک 90 تن آب سنگین نیاز داریم که تامین شده پس برای چه باید با ظرفیت 20 تن در سال تولید را ادامه دهیم؟ پاسخ او اقتصادی و قانع‌کننده است. می‌گوید: «مشتری زیادی در دنیا برای آب سنگین وجود دارد که در حال افزایش است. این 5 کشور هم البته غیر از ایران صادرات خوبی در این زمینه دارند و پول خوبی نصیبشان می‌شود. در واقع به قدری مصرف آب سنگین و ترکیبات دوتره در دنیا رو به افزایش است و کمبود وجود دارد که حتی بدون نیاز به امکان‌سنجی متوجه می‌شویم که به راحتی می‌توانیم این 20 تن را صادر کنیم.»
«با ذخیره کردن آب سنگین به دلیل رادیواکتیو و ناپایدار نبودنش تغییر خاصیتی را شاهد نخواهیم بود» این پاسخ سوال من بود که پرسیدم نگهداری این آب سنگین تا زمانی که مشتری پیدا شود و بتوانید صادر کنید، کیفیت آن را پایین نمی‌آورد؟ مهندس اضافه کرد: «علاوه بر این در حال حاضر در دنیا علاوه بر مصرف خود آب سنگین، ترکیبات مشتق از آب سنگین که به ترکیبات دوتره یا نشان‌دار معروفند هم جای خود را در جهان باز کرده است و 20 تن عددی مقابل این مصرف نیست.»
وی در ادامه سخنانش در مورد دستاوردهای مجموعه تحت مدیریتش ادامه می‌دهد و می‌گوید: «تاکنون 25 ترکیب دوتره و نشان‌دار در مجموعه ما تولید و به 50 دانشگاه یا مرکز مطالعاتی یا تحقیقاتی یا مراکز دارویی فروخته شده است. قیمت ترکیب دوتره از قیمت آب سنگین هم گران‌تر است و هدف اصلی ما هم صادرات دوتره است. رایزنی‌هایی هم انجام می‌شود و متقاضی خارجی برای این ترکیبات دوتره داریم.»
او در مورد درآمدزایی شرکت در زمینه فروش دوتره نیز توضیح می‌دهد که در حال حاضر تقاضای کشور از ترکیب دوتره به میزانی نیست که جوابگوی هزینه‌های شرکت باشد اما در حال فروش هستیم ودرآمدهایش را داریم. مدیر مجتمع از نهایی شدن تولید 5 محصول جدید دوتره تا پایان امسال خبر داد و گفت: «امیدواریم که در ادامه روند پیشرفت کار به بیش از 100 ترکیب دوتره در سال‌های آینده برسیم.» در زمستان 1389 برای اولین‌بار در کشور ترکیبات دوتره که در حلال‌ها برای شناسایی ترکیبات جدید سنتزی با استفاده از تکنیک NMR، ردیابی مسیر واکنش‌های پیچیده شیمیایی، استفاده از داروهای نشان‌دار در ردیابی عملکرد داروها در بدن، بهینه‌سازی خواص برخی از داروها و نیز ساخت فیبرهای نوری و پلیمرهای‌هادی در صنایع پلیمیر کاربرد دارد، تولید شد و هم‌اکنون نیز 20 محصول دوتره در این مجتمع تولید می‌شود و طبق خبر مدیر مجتمع این میزان تا پایان سال به 25 محصول افزایش خواهد یافت.
دستاورد بعدی برقراری سیستم‌های کنترل کیفیت در حد استانداردهای بالای جهانی بود که در کشور حتما کم‌نظیر است. بحث بعدی دستاوردها ساخت عمده تجهیزات حیاتی و قطعات یدکی در داخل کشور بود که به دلیل تحریم‌ها با مشکلات زیادی برای تامین آن‌ها مواجه بودیم و ما توانستیم کلیه قطعات غیرالکترونیکی را خودمان بسازیم و الان نیازی به خارج کشور نداریم حتی این اقدام باعث شد تا برخی شرکت‌های توانمند ایجاد و رشد کنند که الان به سایر صنایع کشور سرویس می‌دهند.»
اکسیژن 18 و فواید مهم آن
یکی از مهم‌ترین دستاوردهای مجتمع آب سنگین اراک تولید اکسیژن 18 است. در این زمینه که تحول بسیار مهمی در صنعت پزشکی هسته‌ای کشورمان به شمار می‌رود، مدیر مجتمع توضیح مبسوطی می‌دهد که واحد تولید اکسیژن 18 در ابتدای سال 93 توسط دکتر صالحی افتتاح شد.
برای تشخیص سرطان، دستگاه‌های مختلفی وجود دارد اما دنیا به سمت دستگاه PET حرکت کرده که این دستگاه می‌تواند برای تشخیص سرطان و شناسایی بافت‌های سرطانی و پیشروی سرطان و تاثیر بافت‌های سرطانی استفاده گردد و در کل دنیا بسیار در حال گسترش است. در کشور ما هم دو دستگاه از این نوع وجود دارد و برنامه‌ریزی شده تا به 50 عدد از این دستگاه برسیم.
دستگاه سیکلترون که قبل از PET است وظیفه دارد تا اکسیژن 18 را به فلوئور 18 تبدیل کند در نتیجه این فلوئور 18 به FDG تبدیل می‌شود تا بیمار این رادیو دارو را استفاده کرده و تحت دستگاه PET تصویر مطلوب برداشته شود (توضیح کامل در گزارش سیکلترون آمده است.) 95درصد دستگاه‌های PET از فلوئور 18 استفاده می‌کنند که برای تولیدش نیاز به اکسیژن 18 است. در حقیقت اولین ایزوتوپ پایداری که مصرف بیشتری در دنیا دارد دوتریوم است و دومین ایزوتوپ پایدار پرمصرف دنیا نیز اکسیژن 18 است که خوشبختانه ما یک سال است که به سمت تولید آن حرکت کردیم. تعداد کل بیمارانی که در روز در این 2 مرکز پذیرش می‌شوند 20 نفر است و به ازای هر بیمار 1.2 میلی‌لیتر اکسیژن 18 نیاز است تا به FDG تبدیل شود. هزینه استفاده از دستگاه PET برای بیماران ما در کشورهای همسایه بین 10 تا 12 میلیون تومان است در حالی که این عدد در داخل کشور می‌تواند کمتر از نصف باشد. الان مصرف سالانه این 2 دستگاه 8 لیتر در سال است که ما وارد می‌کنیم اما اگر تعداد این دستگاه‌ها به 50 عدد برسد به200 لیتر اکسیژن 18در سال نیاز خواهیم داشت. کشورهایی که بیشترین تعداد دستگاه‌های PET را دارند آمریکا، آلمان و ژاپن هستند و در منطقه هم امارات، ترکیه، عربستان و رژیم صهیونیستی دستگاه PET دارند و استفاده می‌کنند. تولید‌کننده‌های عمده اکسیژن 18 در دنیا نیز آمریکا، روسیه، انگلیس، چین، ژاپن و رژیم صهیونیستی هستند. در این میان ما نیز یکی از این تولید‌کننده‌های اکسیژن 18 هستیم. اما بزرگترین محدودیت تولید اکسیژن 18در دنیا، تامین بسترهای اولیه است زیرا باید مدت‌ها کار کرد که به محصول‌گیری رسید این زمان در تولید آب سنگین حدود 7 ماه و در مورد اکسیژن 18 حدود 2 سال خواهد بود. در حوزه تولید اکسیژن 18 الان در حال غنی‌سازی هستیم و از 2 دهم درصد که به صورت طبیعی در آب معمولی وجود دارد به بیش از 30 درصد رسیده‌ایم و باید به 95 درصد برسیم که البته این قسمت اولیه سخت‌تر از همه قسمت‌هاست و خیلی دور از برنامه نیستیم. اگر بخواهید به صورت کپسولی اکسیژن 18 بخرید قیمت آن به ازای هر گرم 170 دلار است (حدود 550 هزار تومان) اما اگر به میزان زیاد خریداری شود تا 50 دلار کاهش می‌یابد.
او در مورد کیفیت تولید اکسیژن 18 با نمونه خارجی نیز تاکید دارد که هیچ تفاوتی نباید با نمونه‌های خارجی داشته باشیم و این استاندارد جهانی است البته ما دنبال کیفیت بالاتر هستیم تا بتوانیم محصول خود را در داخل یا خارج کشور بفروشیم. وی با بیان اینکه ما برای تولید اکسیژن 18 از روش تقطیر آب استفاده می‌کنیم، افزود: «طراحی، ساخت و اجرای این پروژه بدون کمک کشورهای خارجی صورت گرفته است و بیش از 80 درصد این پروژه در داخل شرکت ایرانی تهیه شده است.»
آب شفابخش
اما قطعا یکی از جالب‌ترین محصولات مجتمع آب سنگین که در کنار این واحد در حال تولید است، آب سبک نام دارد که به نوعی می‌توان آن را آب جادویی و شفابخش نامید. مدیر مجتمع برای من از اینکه اصلا آب سبک چیست می‌گوید. آب معمولی تقریبا بین 105PPM تا 155PPM دوتریوم دارد و اگر میزان دوتریوم از غنای طبیعی (145PPM ) پایین‌تر بیاید ما به آن آب سبک می‌گوییم. البته آب سبک ما 2 نوع است. یک نوع 105PPM دوتریوم دارد که خوراکی است و برای پیشگیری از سرطان استفاده می‌شود و یک نوع هم غنای 30PPM داریم که می‌تواند به عنوان مکمل درمان بیماران سرطانی استفاده شود و آن هم خوراکی است. او از انجام پروژه‌های مشترک با دانشگاه‌های علوم پزشکی در مورد مصرف آب سبک خبر می‌دهد و می‌افزاید: «برای نهایی شدن کار نیاز به پایان تست‌ها داریم تا مجوزها صادر گردد. کشورهای دنیا این محصول را در حال حاضر تولید می‌کنند و این کار در کشور ما نیز قابلیت اجرا دارد چون ما می‌توانیم 105PPM و 30PPM را تولید کنیم اما فعلا در قدم اول قصدمان این است که به عنوان خوراکی به بازار بدهیم. در واقع این آب سبک یک مکمل است و با کند کردن رشد سلول‌های سرطانی، درمان این نوع بیماری‌ها را تسریع می‌بخشد.» به شوخی به او گفتم به ما آدرسش را بدهید تا تهیه کنیم او ادامه داد: «ما 30PPM را تولید کردیم ولی به فروش نرساندیم و در حال تحقیقات پزشکی است همچنین از آب سبک می‌توان در ساخت مواد آرایشی و بهداشتی استفاده کرد که در حال تحقیقات در این حوزه‌ها نیزهستیم.» مدیر مجتمع تولید آب سنگین اراک به صنایع مختلف دارویی، غذایی، آرایشی و بهداشتی پیشنهاد کرد که اگر به رادیوایزوتوپ نیاز دارند یا اقدام به واردات این محصول می‌کنند، می‌توانند نیازشان را به سازمان انرژی اتمی اعلام کنند تا برایشان تولید و در اختیارشان قرار دهند و افزود: «اگر رادیوایزوتوپی باشد که تاکنون در کشور تولید نشده باشد، برنامه‌ریزی کرده و آن را تولید می‌کنیم.»
محدودیتی در تولید آب سنگین نخواهیم داشت
از اینجای بحث به سمت حوزه‌های سیاسی‌تر می‌رویم. از مدیر مجتمع در مورد نظارت‌های آژانس بین‌المللی انرژی اتمی پرسیدم که در پاسخ با بیان اینکه آب سنگین محصولی است که قبلا در مرکز هسته‌ای کاربرد داشت و چون می‌تواند کاربرد دوگانه داشته باشد زیر نظر آژانس قرار دارد، خاطرنشان کرد: «البته تاسیسات آب سنگین زیر نظر پادمان نیست و بازرسی انجام نمی‌شود اما در راستای اعتمادسازی در سال‌های گذشته چند مورد بازرسی انجام شده که آخرین مورد آن هم در سال 92 بوده است.» اشاره او به بازدید بازرسان آژانس بین‌المللی انرژی اتمی از تاسیسات آب سنگین اراک در 17 آذرماه 1392 بود که سومین بازرسی آژانس از این تاسیسات از زمان شروع به کار محسوب می‌شد. وی اضافه می‌کند ترکیب دوتره، جزو هسته‌ای محسوب نمی‌شود و میزانش در حدی نیست که برای استفاده در راکتور آب سنگین به کار برود اما اگر از حدی بگذرد نیاز به تایید آژانس هم خواهد بود. او در پاسخ به این سوال که آیا آب سنگین مورد نیاز راکتور اراک را تولید کرده‌اید، می‌گوید بله برای طرح راکتور فعلی میزان آب سنگین تامین شده اما اگر تغییری در راکتور صورت بگیرد باید ببینیم میزان نیازش کاهش یا افزایش خواهد یافت. برایش فکت شیت آمریکایی از تفاهم لوزان را متذکر شدم که در آنجا آمده است ایران تا 15سال بیش از نیاز راکتور اصلاح شده آب سنگین اراک آب سنگین ذخیره نکند و اضافه بر نیازش را در بازارهای بین‌المللی بفروشد، چقدر در این زمینه فعال بودید و با توجه به فشارهایی که در دنیا وجود دارد بازاریابی لازم را انجام دادید؟ پاسخ او روشن است. می‌گوید: «ما الزامی برای اینکه در چه قالبی آب سنگین صادر شود نداریم و در این زمینه معاونت بازرگانی ما واحدی به نام مدیریت فروش دارد و در گذشته‌های دور تلاش داشتیم بازار داخلی را جواب دهیم که تا الان پیش بردیم و در حال فروش داخلی هستیم اما در کنارش رایزنی‌هایی قبل از تفاهم لوزان برای فروش دوتره شروع کردیم و هدف کلی ما هم همین است. اگر الزام شود ما نیز حرکت‌های خود را شروع خواهیم کرد. اصولا اگر روزی صادرات آغاز شود یا خودمان باید بفروشیم یا در اختیار آژانس قرار گیرد و آن‌ها مشتری پیدا کنند اما اگر دست خودمان باشد آنقدر بازار وجود دارد که همه محصول خود را بفروشیم و اگر از طریق آژانس و به کشورهای خاص باشد که باز هم مشکلی نخواهیم داشت. ضمن اینکه وقتی شرکت‌های آمریکایی را در حوزه صادرات آب سنگین محدود می‌کنند قطعا جا برای کار ما وسیع‌تر خواهد بود.»
به سراغ سوالات شخصی رفتم و از او در مورد رشته تحصیلی‌اش پرسیدم و اینکه چقدر سن دارد؟ جالب است بدانید که مدیر مجتمع با عظمت تولید آب سنگین در اراک یک مهندس 35 ساله است که سال‌ها سابقه کار در این مجتمع را دارد و از زمان نصب تجهیرات بالای سر این کار بوده است. از او پرسیدم چطور به شما با این سن و سال اعتماد شد؟ و این مدیر جوان پاسخ داد بنده از ابتدا که وارد مجموعه شدم به عنوان کارشناس آمدم و بعد هم به ترتیب سمت‌ها را پشت سر گذاشته تا به اینجا رسیدم. عمده دوستان همکار بنده هم در همین حد سن و سال دارند. افتخارمان این است که با نیروهای جوان کار می‌کنیم که 2 حسن دارند؛ اول اینکه ما همیشه در حال پویایی و پیشرفت هستیم و همچنین کار کردن ما در کنار افراد پیشکسوت باعث شده از تجارب این عزیزان استفاده کنیم و راه را بشناسیم و الان هم حدود 90 درصد همکاران ما زیر 40 سال و 30 سال سن دارند.
به او گفتم حتی اگر توافق میان ایران و 5+1 باعث محدودیت در کار شما شود دوست دارید این توافق نهایی شکل بگیرد؟ مدیر مجتمع آب سنگین نیز پاسخ دیپلماتیک و جالبی داد و گفت: «من نظر شخصی خودم را می‌گویم. این موضوع(توافق هسته ای ) زیر نظر رهبری و رئیس‌جمهور انجام می‌شود که خیرخواه این مملکت هستند و اگر تصمیمشان این باشد که توافق شکل بگیرد حتما خیر ممکلت در این بوده و اگر هم توافق نشد باز هم خیر در آن بوده است.»
بازدید از تاسیسات آب سنگین اراک
پس از گفت‌وگوی 90 دقیقه‌ای با مدیر مجتمع تولید آب سنگین اراک، به سمت واحد تولیدی این مجتمع رفتیم و در آنجا مدیر عملیات تاسیسات آب سنگین برای ما از نحوه کار و عمل این لوله‌های طویل و در هم تنیده و دالان‌هایی که دیواره‌اش را لوله و تانکرهای عظیم و مرتفع تشکیل می‌داد، گفت. اصل تکنولوژی موجود در تاسیسات آب سنگین 2 روش دارد که یکی تبادل 2 دمایی میان آب و گاز H2S هست که در برج‌های گرم با 130درجه و برج سرد با دمای 30 درجه این تبادل ایزوتوپیک انجام می‌شود و به تدریج دوتریوم موجود در آب طبیعی توسط گاز H2S به آب منتقل می‌شود. در برج‌های گرم و سرد برای تبادل دمایی میان آب و H2S، غلظت دوتریوم ابتدا از 145PPM به حدود هزار PPM می‌رسد و در 4 برج بعدی که 2 برج سرد و 2 برج گرم هستند به 150هزار PPM می‌رسند که همان آب سنگین با غنای 15 درصد است. از برج کوچک سرد دوم آب سنگین با غنای 15 درصد دوتریوم خارج می‌شود. این یک تکنیک است که تبادل 2 دمایی نام دارد. توضیح می دهد که ما در اشل صنعتی حدود 50 هزار لیتر در ساعت آب طبیعی دیونایز شده (یون‌زدایی شده) را به عنوان خوراک هرکدام از واحدها وارد می‌کنیم و محصول 15درصد ما 18لیتر در ساعت است. یعنی صد هزار لیتر در ساعت وارد و 18 لیتر در ساعت آب سنگین غنی شده 15 درصد را می‌گیریم و باقی آب به طبیعت می‌رود که فقط دوتریوم آن پایین و حدود 121PPM است. در انتها چون یون‌های آب گرفته شده دوباره به آن آهک اضافه می‌کنیم تا برای طبیعت سودمند باشد. در کنار این برج‌های سرد و گرم واحد تولید بخار است تا دما به 130درجه برسد و همچنین واحد خنک‌کننده وجود دارد که دمای آب را به 30 درجه می‌رساند همچنین در هرکدام از این واحدهای تبادل دمایی حدود 3 تن H2S در گردش است و ما با توجه به مصرف، حدود 30 تن گاز در سال نیاز داریم که در واحد تولید H2S این گاز را تامین می‌کنیم. البته 2 سیستم ایمنی در اینجا داریم که میزان گاز H2S را کنترل می‌کند تا در صورت بالاتر رفتن از حد مجاز سیستم عمل کرده و حتی واحد را خاموش می‌کند. مسئول واحد عملیات توضیحاتش را ادامه می‌دهد و می‌گوید: «در مرحله بعد می‌خواهیم آب سنگین 15درصد را به 99.8 برسانیم. روش کار به این صورت است که از خاصیت تفاوت دمای جوش استفاده و آب معمولی را از آب سنگین جدا می‌کنیم زیرا نقطه جوش آب معمولی 100 درجه و نقطه جوش دوتریوم 101.42 درجه است که برای این جداسازی از تقطیر در خلا استفاده می‌کنیم. البته چون ورودی به این واحد کمتر از ظرفیت آن است عملا 5 ماه تولید آب سنگین در سال داریم و ما کاری که کردیم این بود که با تغییراتی در قسمت تقطیر در خلا باعث شدیم تا بخشی از خط تولید را برای تولید آب سبک به کار ببریم. حتی با وجود تولید آب سبک در این واحد باز هم در زمان‌هایی می‌توانستیم از امکانات و تاسیسات اینجا برای تولید اکسیژن 18 نیز استفاده کنیم. به این ترتیب زمانی که آب سنگین نمی‌خواهیم آب سبک تولید می‌کنیم و زمانی که آب سبک نمی‌خواهیم، اکسیژن 18 تولید می‌کنیم. در واقع در انتهای خط تولید آب سنگین از 100 هزار لیتر در ساعت آب معمولی ورودی تنها 2.5 لیتر در ساعت آب سنگین به ما می‌دهد که در واقع همان کره گرفتن از آب است. اینجاست که من یاد تاکیدات مدیر راکتور آب سنگین افتادم که می‌گفت ذره ذره آب سنگین با ارزش است و ما در طراحی خود راهی برای خروج این محصول راهبردی نداریم و با این توصیف است که قیمت بالای آب سنگین قابل توجیه است.
پس از بازدید از واحد تولید آب سنگین به آزمایشگاه تولید مواد دوتره رفتیم و آنجا نیز از نزدیک شاهد تلاش متخصصان جوان و شیمیدانان گمنام کشورمان در تولید محصولات جانبی آب سنگین و به ویژه ترکیبات دوتره بودم. تاکنون در این مجتمع 20 محصول دوتره تولید شده که شامل کلروفرم دوتره، استن دوتره، دی متیل سولفوکسید، استونیتریل دوتره، دوتریم اکساید، کلریدریک اسید دوتره، سدیم دوتروکساید، دی کلرومتان دوتره، استیک اسید دوتره، تری فلوئورو استیک اسید دوتره، فسفریک اسید دوتره، سولفوریک اسید دوتره، تری کلرو بنزن دوتره، تولوئن دوتره، متانول دوتره، اسید بوریک دوتره، گاز دوتریم و... می‌شوند.
تاسیسات آب سنگین را در حالی ترک می‌کنم که از دور شاهد استک (دودکش) مرتفع 80 متری آن هستم که گازهای زائد را خارج می‌کند و من به این فکر می‌کنم که چنین تجهیزات پیشرفته‌ای می‌تواند در آینده نزدیک نه تنها گره‌های بزرگی از صنعت و پزشکی کشورمان بگشاید بلکه درآمدزایی بالایی خواهد داشت و ما را از خام‌فروشی‌هایی که عادت کرده‌ایم می‌رهاند.
ما سیاسی نیستیم
مهندس جوانی که روبه‌روی ما نشسته بود و مدیریت این مجموعه بزرگ از تاسیسات سازمان انرژی اتمی کشورمان را بر عهده داشت بیش از هر چیز تاکید کرد که ما سیاسی نیستیم و توضیحات ما هم فنی خواهد بود البته من هم به او قول دادم که سوال سیاسی نپرسم و تنها از ابعاد فنی این تاسیسات، پرس‌وجو کنم.
آب سنگین چیست؟
ابتدا علت ساخت تاسیسات آب سنگین و تاریخچه‌ای از شروع به کار مجتمع را جویا شدم اما او به سراغ تعریف آب سنگین رفت و سوالم را با این پرسش پاسخ داد که اول باید بگوییم آب سنگین چیست؟ در واقع آب سنگین همان آب معمولی است با این تفاوت که جرم مولکولی آب سنگین 20 و جرم مولکولی آب معمولی 18 بوده و به جای 2 هیدروژن و یک اکسیژن در آب معمولی (H2O 2) عدد اتم دوتریوم جایگزین شده و D2O را شکل داده است. در حقیقت دوتریوم یک ایزوتوپ از هیدروژن به شمار می رود که به جای هیدروژن در مولکول آب می‌نشیند. از آن‌جایی که هر دو ایزوتوپ هستند تفاوت فیزیکی خاصی نداشته اما از لحاظ هسته‌ای تفاوت دارند. آب سنگین پرمصرف‌ترین ایزوتوپ پایدار دنیاست و در حال حاضر استفاده‌های خیلی زیادی دارد که روز به روز در حال افزایش است.
کاربردهای آب سنگین
در گذشته از آب سنگین تنها به عنوان کندکننده یا سرد‌کننده راکتور آب سنگین استفاده می‌شد ولی الان استفاده‌های پزشکی و محیط زیستی و دارویی و بهداشتی و استفاده‌های لیبلینگ یا نشان‌دار کردن هم دارد که باعث شده تا مصرف این ماده استراتژیک به شدت بالا برود. نکته دیگر این است که آب سنگین، رادیواکتیو یا رادیودارو نیست و خاصیت تشعشعی ندارد و در واقع یک ایزوتوپ محسوب می‌گردد. نکته دیگر نیز این است که آب سنگین در طبیعت موجود بوده و در واقع از هر 7 هزار اتم هیدروژن یکی از آن‌ها دوتریوم است یا از هر 7 هزار مولکول آب معمولی یکی مولکول آب سنگین است. کاری که در مجموعه آب سنگین می‌کنیم استخراج این مولکول است. از هر یک میلیون مولکول آب، 145 مولکول دوتریوم است که به واحد آن PPM می‌گوییم یعنی آب طبیعی 145 PPM دوتریوم دارد اما اینکه همه این مقدار آب سنگین را بتوان استخراج کرد بستگی به روش‌های استخراج دارد.
چرا در راکتور اراک از آب سنگین استفاده می شود؟
وی در ادامه صحبت‌هایش به علت استفاده از آب سنگین در راکتور اراک اشاره کرد و اظهار داشت: «خواص مهم آب سنگین که برای استفاده در راکتور جذابیت پیدا کرده، سبک بودن هسته، جذب کم نوترون، عدم تغییر خواصش مقابل تشعشعات هسته‌ای و عدم واکنش با میله سوخت است و آب سنگین با توجه به این مسئله که 600 برابر کمتر از آب معمولی نوترون جذب می‌کند این توانایی را به سوخت می‌دهد که نیازی به غنی‌سازی اورانیوم برای سوخت راکتور نباشد و آب سنگین به تنهایی در کنار اورانیوم طبیعی پالایش شده قرار می‌گیرد و هم رادیو ایزوتوپ می‌دهد و هم امکان تولید برق دارد.»
ایران، عراق، کره شمالی و سوریه در لیست سیاه صادرات آب سنگین آمریکا
گویا در زمینه صادرات و واردات آب سنگین در دنیا نیز محدودیت‌های شدیدی برقرار است. رئیس مجتمع در این مورد می‌گوید: «آمریکا قوانینی به نام NRC دارد که این قوانین کشورها را از حیث دسترسی به آب سنگین به 3 دسته تقسیم کرده است؛ دسته اول کشورهایی هستند که شرکت‌های آمریکایی اجازه صادرات آب سنگین به آن‌ها را ندارند مثل ایران، عراق، کره شمالی و سوریه. کشورهای دسته دوم آن‌هایی هستند که شرکت‌های آمریکایی در سال مجوز صادرات 25 کیلوگرم آب سنگین به آن‌ها را دارند مثل هند، میانمار، افغانستان، رژیم صهیونیستی و کشورهای دسته سوم که سخت‌گیری کمتری در مورد آن‌ها وجود دارد حداکثر میزان صادرات آب سنگین یک تن در سال است و شما می‌توانید این عدد را با 20 تن آب سنگینی که در حال حاضر در کشور در مجتمع آب سنگین در حال تولید است مقایسه کنید.»
یکی از نکات پر افتخار برای ما ایرانیان در هر فن‌آوری و دانشی، پیشرو بودن در آن عرصه در دنیاست. در مورد تولید آب سنگین نیز مدیر مجتمع آمار جالبی دارد. او می‌گوید: «ایران بعد از کشورهایی همچون آمریکا، روسیه، چین، هند،آرژانتین، رومانی، کانادا و... نهمین کشوری بود که در دنیا آب سنگین تولید کرد اما در حال حاضر در دنیا 5 کشور همچنان آب سنگین تولید می‌کنند البته در حال حاضر به غیر از راکتور آب سنگین که یک نیاز اولیه به آب سنگین دارد و نیازش تامین شده، چندصد کیلوگرم آب سنگین هم برای مصارف غیر راکتور تولید می‌کنیم که البته به صورت ترکیبات آب سنگین به نام «دوتره» عرضه می‌شوند.»
احداث واحد تولیدی آب سنگین اراک
به تاریخچه ساخت این مجتمع باز می‌گردیم: «طراحی اولیه تاسیسات تولید آب سنگین از سال 73 و طراحی تفضیلی آن از اوایل سال 77 شروع شد و واحدهای اصلی تولید آب سنگین نیز از اوایل سال 84 اولین محصولات خود را بیرون دادند. نهایتا در شهریور ماه سال 85 با دریافت استاندارد جهانی وارد فاز تولید صنعتی شدیم.» این همه لوله در هم تنیده و تانکرهای بزرگ که کار تولید یکی از حیاتی‌ترین مواد مصرفی این روزهای دنیا را برعهده دارند همه ساخت ایران و ایرانی توانمند هستند. این را مدیر مجتمع با افتخاری که از برق چشم‌هایش قابل تشخیص است می‌گوید و ادامه می‌دهد: «کلیه کارهای طراحی، خرید و ساخت و اجرا و راه‌اندازی مجتمع تولید آب سنگین در داخل کشور انجام شده و هیچ مشاور و پیمانکار خارجی در این موضوع وجود نداشته و کارفرما هم سازمان انرژی اتمی بوده است.» با تعجب از اینکه هیچ کمک علمی نگرفته‌اند، وظیفه آژانس بین‌المللی انرژی اتمی در کمک به این پروژه‌ها را یادآور می‌شوم که با صراحت پاسخ می‌دهد آژانس به ما که عضوش هستیم هیچ کمکی نکرد و در واقع از گوشه‌هایی از این علم که در تحقیقات بین‌المللی و در صنایع دیگر وجود دارد استفاده می‌کردیم و بعد از 4 سال تحقیق و بررسی از طراحی پایه به طراحی تفضیلی رسیدیم.» بحث که به اینجا رسید برایم جالب شد که از علت انتخاب خنداب برای سایت تولید آب سنگین بپرسم.
چرا خنداب
وی می گوید: «در انتخاب سایت چند موضوع دخیل است. بحث‌های تامین مواد اولیه، زلزله‌خیز بودن، استراتژیک بودن منطقه، بحث‌های سیاسی، پدافندی و... خود به خود ورود پیدا می‌کنند. 5 سایت برای بحث آب سنگین در شهرهای مختلف پیشنهاد شده بود منابع اولیه و مهم‌ترین منبع اولیه ما آب است اما مهمتر از آب بحث‌های زلزله‌خیر بودن و پدافندی است که هزینه‌های ساخت را پایین می‌آورد. با لحاظ این موارد مکان فعلی در نزدیکی شهر خنداب استان مرکزی برای این سایت انتخاب شد.»
سوال بعدی که شاید ذهن بسیاری را درگیر کند این است که آیا آبی که شما برای تولید آب سنگین استفاده می‌کنید تفاوتی با آب‌های دیگر دارد؟ او اینگونه به سوال من جواب می دهد که تقریبا هیچ فرقی بین آب اینجا با سایر مناطق وجود ندارد البته آب برخی مناطق میزان دوتریوم بیشتری دارند و برخی هم کمتر است اما تفاوت چشم‌گیری وجود ندارد. در مورد مصرف آب هم باید بگویم که مصرف آب مجموعه ما در حد یک حلقه چاه است و خیلی زیاد نیست و شما این حلقه چاه را با 600 حلقه چاهی که در منطقه وجود دارد مقایسه کنید.
روش‌های تولید آب سنگین
به بحث‌های فنی تولید آب می‌رسیم و رئیس مجتمع توضیح می‌دهد که روش‌های تولید آب سنگین در دنیا متفاوت هستند؛ عوامل انتخاب یک روش برای تولید آب سنگین به میزان سرمایه‌گذاری لازم، فاکتور جداسازی، انرژی مصرفی، سهولت مواد اولیه و... بستگی دارد: «بر این اساس ما 2 روش را به عنوان روش تولید آب سنگین استفاده می‌کنیم یعنی از غنای 145PPM یا همان یک در 7 هزار تا 15 درصد غنای آب سنگین از روش GS یا تبادل 2 دمایی آب و H2S استفاده می‌کنیم و از غنای 15 درصد تا 99.8 درصد که استاندارد جهانی است از روش تقطیر در خلا کمک می‌گیریم. البته این حداقل استاندارد است و ما از این میزان هم بیشتر آب سنگین را غنی کرده و به 99.9 می‌رسانیم تا خیالمان راحت باشد. این عدد به خاطر نیاز راکتور آب سنگین تعریف شده است و در استفاده‌های غیر راکتور می‌توان از غنای 5 درصد و 10 درصد هم استفاده کرد و ما سعی داریم همه نیازها را پوشش دهیم. در فرآیند تولید آب سنگین ابتدا باید آبی که از چاه بیرون می‌آید یون‌هایش حذف شود، در مرحله بعد اکسیژن و گازهای محلول در آن گرفته می‌شوند و بعد از این آب وارد برج‌های تبادل 2 دمایی شده و در تبادل با گاز H2S قرار می‌گیرد. این گاز را که خودمان اینجا تولید می‌کنیم بسیار خطرناک است و مقدار بسیار کمی از آن می‌تواند کشنده باشد. در هوای گرم، گاز H2S دوتریوم را از آب معمولی جذب می‌کند و در برج سرد به آب پس می‌دهد و لذا غنای دوتریوم در برج سرد افزایش می‌یابد و نهایتا آب سنگین 15درصد از این واحد تولید و به واحد تقطیر در خلا ارسال می‌شود. در آنجا با تقطیر در خلا به غنای 99.8 درصد می‌رسد و نهایتا این آب سنگین غنی شده بعد از کار در واحد فینیشینگ یا واحد پایانی که میزان روغن، هوا و ناخالصی‌های فلزی را به حد مجاز راکتور که حداکثر 3 دهم در میلیون است می‌رساند، در انتها در بشکه‌هایی جمع‌آوری و نگهداری می‌شود.»
رکورد 20تنی تولید آب سنگین در سال
سوال بعدی ما از مدیر مجتمع آب سنگین، افق‌های پیش روی این مجتمع در آینده است. وی چشم‌انداز شرکت را تبدیل شدن به یک شرکت جهانی در زمینه تولید ایزوتوپ‌های پایدار تا سال 1404 می‌داند و می‌گوید: «این تصمیم 4 سال قبل و بعد از اینکه آب سنگین به نتیجه رسید، گرفتیم و سال به سال در حال برداشتن گام‌هایی به این سمت هستیم.»
در ادامه گپ و گفت جالب ما با مدیر مجتمع به دستاوردها و محصولات این تاسیسات می‌پردازیم و او توضیح می‌دهد که محصولات تولیدی حال حاضر در مجتمع آب سنگین عبارتند از خود آب سنگین، ترکیبات دوتره، آب سبک و اکسیژن 18. البته او معتقد است اولین دستاورد مهم را سال گذشته کسب کردیم که توانستیم 25 درصد بالاتر از ظرفیت طراحی اولیه که 16تن آب سنگین در سال بود را کسب کرده و به تولید 20 تن آب سنگین برسیم. در حقیقت ابتدا طراحی آب سنگین برای 8 تن در سال بود که با طراحی جدید به 16 تن رسید ولی الان با تغییرات فرآیندی که دادیم این 16 تن را به 20 تن در سال رساندیم و سال 93، 20 تن محصول داشتیم. این عدد 60 درصد بالاتر از روز اول تولیدمان بود چون در سال‌های اولیه 12 تن در سال محصول داشتیم که با رفع عیوب و افزایش دقت‌ها توانستیم به 20 تن برسانیم. این مجموعه یک دستاورد اقتصادی هم داشته و آن هم حفظ قیمت محصول با وجود تورم بوده است و خوشبختانه امروز ما این توانایی را داریم که قیمت محصولمان را پایین‌تر از قیمت جهانی آب سنگین عرضه کنیم که این مسئله در حوزه صادرات بسیار مهم است.»
صحبت قیمت آب سنگین شد و من کنجکاو شدم تا از قیمت این محصول که گفته می‌شود راهبردی است بپرسم. مهندس می‌گوید قیمت جهانی آب سنگین آن هم اگر بفروشند 700 دلار برای هر لیتر است یعنی حداقل 2 میلیون و 300 هزار تومان برای هر لیتر.
دنبال صادرات ترکیبات دوتره هستیم
با این قیمت بالا چرا کشورهای دیگر دنبال تولید آب سنگین نمی‌روند و چرا از آن 9 کشوری که این فن‌آوری را دارند تنها 5 کشور تولید آب سنگین را ادامه می‌دهند؟ جواب مهندس به این سوال ترکیبی من این بود که آن کشورها به میزان زیادی تولید و ذخیره کرده‌اند و در واقع استراتژی خود را از تولید به سمت واردات تغییر داده‌اند. من با این توضیح سوال دیگری مطرح می‌کنم و آن اینکه در این صورت ما هم برای راکتور اراک 90 تن آب سنگین نیاز داریم که تامین شده پس برای چه باید با ظرفیت 20 تن در سال تولید را ادامه دهیم؟ پاسخ او اقتصادی و قانع‌کننده است. می‌گوید: «مشتری زیادی در دنیا برای آب سنگین وجود دارد که در حال افزایش است. این 5 کشور هم البته غیر از ایران صادرات خوبی در این زمینه دارند و پول خوبی نصیبشان می‌شود. در واقع به قدری مصرف آب سنگین و ترکیبات دوتره در دنیا رو به افزایش است و کمبود وجود دارد که حتی بدون نیاز به امکان‌سنجی متوجه می‌شویم که به راحتی می‌توانیم این 20 تن را صادر کنیم.»
«با ذخیره کردن آب سنگین به دلیل رادیواکتیو و ناپایدار نبودنش تغییر خاصیتی را شاهد نخواهیم بود» این پاسخ سوال من بود که پرسیدم نگهداری این آب سنگین تا زمانی که مشتری پیدا شود و بتوانید صادر کنید، کیفیت آن را پایین نمی‌آورد؟ مهندس اضافه کرد: «علاوه بر این در حال حاضر در دنیا علاوه بر مصرف خود آب سنگین، ترکیبات مشتق از آب سنگین که به ترکیبات دوتره یا نشان‌دار معروفند هم جای خود را در جهان باز کرده است و 20 تن عددی مقابل این مصرف نیست.»
وی در ادامه سخنانش در مورد دستاوردهای مجموعه تحت مدیریتش ادامه می‌دهد و می‌گوید: «تاکنون 25 ترکیب دوتره و نشان‌دار در مجموعه ما تولید و به 50 دانشگاه یا مرکز مطالعاتی یا تحقیقاتی یا مراکز دارویی فروخته شده است. قیمت ترکیب دوتره از قیمت آب سنگین هم گران‌تر است و هدف اصلی ما هم صادرات دوتره است. رایزنی‌هایی هم انجام می‌شود و متقاضی خارجی برای این ترکیبات دوتره داریم.»
او در مورد درآمدزایی شرکت در زمینه فروش دوتره نیز توضیح می‌دهد که در حال حاضر تقاضای کشور از ترکیب دوتره به میزانی نیست که جوابگوی هزینه‌های شرکت باشد اما در حال فروش هستیم ودرآمدهایش را داریم. مدیر مجتمع از نهایی شدن تولید 5 محصول جدید دوتره تا پایان امسال خبر داد و گفت: «امیدواریم که در ادامه روند پیشرفت کار به بیش از 100 ترکیب دوتره در سال‌های آینده برسیم.» در زمستان 1389 برای اولین‌بار در کشور ترکیبات دوتره که در حلال‌ها برای شناسایی ترکیبات جدید سنتزی با استفاده از تکنیک NMR، ردیابی مسیر واکنش‌های پیچیده شیمیایی، استفاده از داروهای نشان‌دار در ردیابی عملکرد داروها در بدن، بهینه‌سازی خواص برخی از داروها و نیز ساخت فیبرهای نوری و پلیمرهای‌هادی در صنایع پلیمیر کاربرد دارد، تولید شد و هم‌اکنون نیز 20 محصول دوتره در این مجتمع تولید می‌شود و طبق خبر مدیر مجتمع این میزان تا پایان سال به 25 محصول افزایش خواهد یافت.
دستاورد بعدی برقراری سیستم‌های کنترل کیفیت در حد استانداردهای بالای جهانی بود که در کشور حتما کم‌نظیر است. بحث بعدی دستاوردها ساخت عمده تجهیزات حیاتی و قطعات یدکی در داخل کشور بود که به دلیل تحریم‌ها با مشکلات زیادی برای تامین آن‌ها مواجه بودیم و ما توانستیم کلیه قطعات غیرالکترونیکی را خودمان بسازیم و الان نیازی به خارج کشور نداریم حتی این اقدام باعث شد تا برخی شرکت‌های توانمند ایجاد و رشد کنند که الان به سایر صنایع کشور سرویس می‌دهند.»
اکسیژن 18 و فواید مهم آن
یکی از مهم‌ترین دستاوردهای مجتمع آب سنگین اراک تولید اکسیژن 18 است. در این زمینه که تحول بسیار مهمی در صنعت پزشکی هسته‌ای کشورمان به شمار می‌رود، مدیر مجتمع توضیح مبسوطی می‌دهد که واحد تولید اکسیژن 18 در ابتدای سال 93 توسط دکتر صالحی افتتاح شد.
برای تشخیص سرطان، دستگاه‌های مختلفی وجود دارد اما دنیا به سمت دستگاه PET حرکت کرده که این دستگاه می‌تواند برای تشخیص سرطان و شناسایی بافت‌های سرطانی و پیشروی سرطان و تاثیر بافت‌های سرطانی استفاده گردد و در کل دنیا بسیار در حال گسترش است. در کشور ما هم دو دستگاه از این نوع وجود دارد و برنامه‌ریزی شده تا به 50 عدد از این دستگاه برسیم.
دستگاه سیکلترون که قبل از PET است وظیفه دارد تا اکسیژن 18 را به فلوئور 18 تبدیل کند در نتیجه این فلوئور 18 به FDG تبدیل می‌شود تا بیمار این رادیو دارو را استفاده کرده و تحت دستگاه PET تصویر مطلوب برداشته شود (توضیح کامل در گزارش سیکلترون آمده است.) 95درصد دستگاه‌های PET از فلوئور 18 استفاده می‌کنند که برای تولیدش نیاز به اکسیژن 18 است. در حقیقت اولین ایزوتوپ پایداری که مصرف بیشتری در دنیا دارد دوتریوم است و دومین ایزوتوپ پایدار پرمصرف دنیا نیز اکسیژن 18 است که خوشبختانه ما یک سال است که به سمت تولید آن حرکت کردیم. تعداد کل بیمارانی که در روز در این 2 مرکز پذیرش می‌شوند 20 نفر است و به ازای هر بیمار 1.2 میلی‌لیتر اکسیژن 18 نیاز است تا به FDG تبدیل شود. هزینه استفاده از دستگاه PET برای بیماران ما در کشورهای همسایه بین 10 تا 12 میلیون تومان است در حالی که این عدد در داخل کشور می‌تواند کمتر از نصف باشد. الان مصرف سالانه این 2 دستگاه 8 لیتر در سال است که ما وارد می‌کنیم اما اگر تعداد این دستگاه‌ها به 50 عدد برسد به200 لیتر اکسیژن 18در سال نیاز خواهیم داشت. کشورهایی که بیشترین تعداد دستگاه‌های PET را دارند آمریکا، آلمان و ژاپن هستند و در منطقه هم امارات، ترکیه، عربستان و رژیم صهیونیستی دستگاه PET دارند و استفاده می‌کنند. تولید‌کننده‌های عمده اکسیژن 18 در دنیا نیز آمریکا، روسیه، انگلیس، چین، ژاپن و رژیم صهیونیستی هستند. در این میان ما نیز یکی از این تولید‌کننده‌های اکسیژن 18 هستیم. اما بزرگترین محدودیت تولید اکسیژن 18در دنیا، تامین بسترهای اولیه است زیرا باید مدت‌ها کار کرد که به محصول‌گیری رسید این زمان در تولید آب سنگین حدود 7 ماه و در مورد اکسیژن 18 حدود 2 سال خواهد بود. در حوزه تولید اکسیژن 18 الان در حال غنی‌سازی هستیم و از 2 دهم درصد که به صورت طبیعی در آب معمولی وجود دارد به بیش از 30 درصد رسیده‌ایم و باید به 95 درصد برسیم که البته این قسمت اولیه سخت‌تر از همه قسمت‌هاست و خیلی دور از برنامه نیستیم. اگر بخواهید به صورت کپسولی اکسیژن 18 بخرید قیمت آن به ازای هر گرم 170 دلار است (حدود 550 هزار تومان) اما اگر به میزان زیاد خریداری شود تا 50 دلار کاهش می‌یابد.
او در مورد کیفیت تولید اکسیژن 18 با نمونه خارجی نیز تاکید دارد که هیچ تفاوتی نباید با نمونه‌های خارجی داشته باشیم و این استاندارد جهانی است البته ما دنبال کیفیت بالاتر هستیم تا بتوانیم محصول خود را در داخل یا خارج کشور بفروشیم. وی با بیان اینکه ما برای تولید اکسیژن 18 از روش تقطیر آب استفاده می‌کنیم، افزود: «طراحی، ساخت و اجرای این پروژه بدون کمک کشورهای خارجی صورت گرفته است و بیش از 80 درصد این پروژه در داخل شرکت ایرانی تهیه شده است.»
آب شفابخش
اما قطعا یکی از جالب‌ترین محصولات مجتمع آب سنگین که در کنار این واحد در حال تولید است، آب سبک نام دارد که به نوعی می‌توان آن را آب جادویی و شفابخش نامید. مدیر مجتمع برای من از اینکه اصلا آب سبک چیست می‌گوید. آب معمولی تقریبا بین 105PPM تا 155PPM دوتریوم دارد و اگر میزان دوتریوم از غنای طبیعی (145PPM ) پایین‌تر بیاید ما به آن آب سبک می‌گوییم. البته آب سبک ما 2 نوع است. یک نوع 105PPM دوتریوم دارد که خوراکی است و برای پیشگیری از سرطان استفاده می‌شود و یک نوع هم غنای 30PPM داریم که می‌تواند به عنوان مکمل درمان بیماران سرطانی استفاده شود و آن هم خوراکی است. او از انجام پروژه‌های مشترک با دانشگاه‌های علوم پزشکی در مورد مصرف آب سبک خبر می‌دهد و می‌افزاید: «برای نهایی شدن کار نیاز به پایان تست‌ها داریم تا مجوزها صادر گردد. کشورهای دنیا این محصول را در حال حاضر تولید می‌کنند و این کار در کشور ما نیز قابلیت اجرا دارد چون ما می‌توانیم 105PPM و 30PPM را تولید کنیم اما فعلا در قدم اول قصدمان این است که به عنوان خوراکی به بازار بدهیم. در واقع این آب سبک یک مکمل است و با کند کردن رشد سلول‌های سرطانی، درمان این نوع بیماری‌ها را تسریع می‌بخشد.» به شوخی به او گفتم به ما آدرسش را بدهید تا تهیه کنیم او ادامه داد: «ما 30PPM را تولید کردیم ولی به فروش نرساندیم و در حال تحقیقات پزشکی است همچنین از آب سبک می‌توان در ساخت مواد آرایشی و بهداشتی استفاده کرد که در حال تحقیقات در این حوزه‌ها نیزهستیم.» مدیر مجتمع تولید آب سنگین اراک به صنایع مختلف دارویی، غذایی، آرایشی و بهداشتی پیشنهاد کرد که اگر به رادیوایزوتوپ نیاز دارند یا اقدام به واردات این محصول می‌کنند، می‌توانند نیازشان را به سازمان انرژی اتمی اعلام کنند تا برایشان تولید و در اختیارشان قرار دهند و افزود: «اگر رادیوایزوتوپی باشد که تاکنون در کشور تولید نشده باشد، برنامه‌ریزی کرده و آن را تولید می‌کنیم.»
محدودیتی در تولید آب سنگین نخواهیم داشت
از اینجای بحث به سمت حوزه‌های سیاسی‌تر می‌رویم. از مدیر مجتمع در مورد نظارت‌های آژانس بین‌المللی انرژی اتمی پرسیدم که در پاسخ با بیان اینکه آب سنگین محصولی است که قبلا در مرکز هسته‌ای کاربرد داشت و چون می‌تواند کاربرد دوگانه داشته باشد زیر نظر آژانس قرار دارد، خاطرنشان کرد: «البته تاسیسات آب سنگین زیر نظر پادمان نیست و بازرسی انجام نمی‌شود اما در راستای اعتمادسازی در سال‌های گذشته چند مورد بازرسی انجام شده که آخرین مورد آن هم در سال 92 بوده است.» اشاره او به بازدید بازرسان آژانس بین‌المللی انرژی اتمی از تاسیسات آب سنگین اراک در 17 آذرماه 1392 بود که سومین بازرسی آژانس از این تاسیسات از زمان شروع به کار محسوب می‌شد. وی اضافه می‌کند ترکیب دوتره، جزو هسته‌ای محسوب نمی‌شود و میزانش در حدی نیست که برای استفاده در راکتور آب سنگین به کار برود اما اگر از حدی بگذرد نیاز به تایید آژانس هم خواهد بود. او در پاسخ به این سوال که آیا آب سنگین مورد نیاز راکتور اراک را تولید کرده‌اید، می‌گوید بله برای طرح راکتور فعلی میزان آب سنگین تامین شده اما اگر تغییری در راکتور صورت بگیرد باید ببینیم میزان نیازش کاهش یا افزایش خواهد یافت. برایش فکت شیت آمریکایی از تفاهم لوزان را متذکر شدم که در آنجا آمده است ایران تا 15سال بیش از نیاز راکتور اصلاح شده آب سنگین اراک آب سنگین ذخیره نکند و اضافه بر نیازش را در بازارهای بین‌المللی بفروشد، چقدر در این زمینه فعال بودید و با توجه به فشارهایی که در دنیا وجود دارد بازاریابی لازم را انجام دادید؟ پاسخ او روشن است. می‌گوید: «ما الزامی برای اینکه در چه قالبی آب سنگین صادر شود نداریم و در این زمینه معاونت بازرگانی ما واحدی به نام مدیریت فروش دارد و در گذشته‌های دور تلاش داشتیم بازار داخلی را جواب دهیم که تا الان پیش بردیم و در حال فروش داخلی هستیم اما در کنارش رایزنی‌هایی قبل از تفاهم لوزان برای فروش دوتره شروع کردیم و هدف کلی ما هم همین است. اگر الزام شود ما نیز حرکت‌های خود را شروع خواهیم کرد. اصولا اگر روزی صادرات آغاز شود یا خودمان باید بفروشیم یا در اختیار آژانس قرار گیرد و آن‌ها مشتری پیدا کنند اما اگر دست خودمان باشد آنقدر بازار وجود دارد که همه محصول خود را بفروشیم و اگر از طریق آژانس و به کشورهای خاص باشد که باز هم مشکلی نخواهیم داشت. ضمن اینکه وقتی شرکت‌های آمریکایی را در حوزه صادرات آب سنگین محدود می‌کنند قطعا جا برای کار ما وسیع‌تر خواهد بود.»
به او گفتم حتی اگر توافق میان ایران و 5+1 باعث محدودیت در کار شما شود دوست دارید این توافق نهایی شکل بگیرد؟ مدیر مجتمع آب سنگین نیز پاسخ دیپلماتیک و جالبی داد و گفت: «من نظر شخصی خودم را می‌گویم. این موضوع(توافق هسته ای ) زیر نظر رهبری و رئیس‌جمهور انجام می‌شود که خیرخواه این مملکت هستند و اگر تصمیمشان این باشد که توافق شکل بگیرد حتما خیر ممکلت در این بوده و اگر هم توافق نشد باز هم خیر در آن بوده است.»
بازدید از تاسیسات آب سنگین اراک
پس از گفت‌وگوی 90 دقیقه‌ای با مدیر مجتمع تولید آب سنگین اراک، به سمت واحد تولیدی این مجتمع رفتیم و در آنجا مدیر عملیات تاسیسات آب سنگین برای ما از نحوه کار و عمل این لوله‌های طویل و در هم تنیده و دالان‌هایی که دیواره‌اش را لوله و تانکرهای عظیم و مرتفع تشکیل می‌داد، گفت. اصل تکنولوژی موجود در تاسیسات آب سنگین 2 روش دارد که یکی تبادل 2 دمایی میان آب و گاز H2S هست که در برج‌های گرم با 130درجه و برج سرد با دمای 30 درجه این تبادل ایزوتوپیک انجام می‌شود و به تدریج دوتریوم موجود در آب طبیعی توسط گاز H2S به آب منتقل می‌شود. در برج‌های گرم و سرد برای تبادل دمایی میان آب و H2S، غلظت دوتریوم ابتدا از 145PPM به حدود هزار PPM می‌رسد و در 4 برج بعدی که 2 برج سرد و 2 برج گرم هستند به 150هزار PPM می‌رسند که همان آب سنگین با غنای 15 درصد است. از برج کوچک سرد دوم آب سنگین با غنای 15 درصد دوتریوم خارج می‌شود. این یک تکنیک است که تبادل 2 دمایی نام دارد. توضیح می دهد که ما در اشل صنعتی حدود 50 هزار لیتر در ساعت آب طبیعی دیونایز شده (یون‌زدایی شده) را به عنوان خوراک هرکدام از واحدها وارد می‌کنیم و محصول 15درصد ما 18لیتر در ساعت است. یعنی صد هزار لیتر در ساعت وارد و 18 لیتر در ساعت آب سنگین غنی شده 15 درصد را می‌گیریم و باقی آب به طبیعت می‌رود که فقط دوتریوم آن پایین و حدود 121PPM است. در انتها چون یون‌های آب گرفته شده دوباره به آن آهک اضافه می‌کنیم تا برای طبیعت سودمند باشد. در کنار این برج‌های سرد و گرم واحد تولید بخار است تا دما به 130درجه برسد و همچنین واحد خنک‌کننده وجود دارد که دمای آب را به 30 درجه می‌رساند همچنین در هرکدام از این واحدهای تبادل دمایی حدود 3 تن H2S در گردش است و ما با توجه به مصرف، حدود 30 تن گاز در سال نیاز داریم که در واحد تولید H2S این گاز را تامین می‌کنیم. البته 2 سیستم ایمنی در اینجا داریم که میزان گاز H2S را کنترل می‌کند تا در صورت بالاتر رفتن از حد مجاز سیستم عمل کرده و حتی واحد را خاموش می‌کند. مسئول واحد عملیات توضیحاتش را ادامه می‌دهد و می‌گوید: «در مرحله بعد می‌خواهیم آب سنگین 15درصد را به 99.8 برسانیم. روش کار به این صورت است که از خاصیت تفاوت دمای جوش استفاده و آب معمولی را از آب سنگین جدا می‌کنیم زیرا نقطه جوش آب معمولی 100 درجه و نقطه جوش دوتریوم 101.42 درجه است که برای این جداسازی از تقطیر در خلا استفاده می‌کنیم. البته چون ورودی به این واحد کمتر از ظرفیت آن است عملا 5 ماه تولید آب سنگین در سال داریم و ما کاری که کردیم این بود که با تغییراتی در قسمت تقطیر در خلا باعث شدیم تا بخشی از خط تولید را برای تولید آب سبک به کار ببریم. حتی با وجود تولید آب سبک در این واحد باز هم در زمان‌هایی می‌توانستیم از امکانات و تاسیسات اینجا برای تولید اکسیژن 18 نیز استفاده کنیم. به این ترتیب زمانی که آب سنگین نمی‌خواهیم آب سبک تولید می‌کنیم و زمانی که آب سبک نمی‌خواهیم، اکسیژن 18 تولید می‌کنیم. در واقع در انتهای خط تولید آب سنگین از 100 هزار لیتر در ساعت آب معمولی ورودی تنها 2.5 لیتر در ساعت آب سنگین به ما می‌دهد که در واقع همان کره گرفتن از آب است. اینجاست که من یاد تاکیدات مدیر راکتور آب سنگین افتادم که می‌گفت ذره ذره آب سنگین با ارزش است و ما در طراحی خود راهی برای خروج این محصول راهبردی نداریم و با این توصیف است که قیمت بالای آب سنگین قابل توجیه است.
پس از بازدید از واحد تولید آب سنگین به آزمایشگاه تولید مواد دوتره رفتیم و آنجا نیز از نزدیک شاهد تلاش متخصصان جوان و شیمیدانان گمنام کشورمان در تولید محصولات جانبی آب سنگین و به ویژه ترکیبات دوتره بودم. تاکنون در این مجتمع 20 محصول دوتره تولید شده که شامل کلروفرم دوتره، استن دوتره، دی متیل سولفوکسید، استونیتریل دوتره، دوتریم اکساید، کلریدریک اسید دوتره، سدیم دوتروکساید، دی کلرومتان دوتره، استیک اسید دوتره، تری فلوئورو استیک اسید دوتره، فسفریک اسید دوتره، سولفوریک اسید دوتره، تری کلرو بنزن دوتره، تولوئن دوتره، متانول دوتره، اسید بوریک دوتره، گاز دوتریم و... می‌شوند.
تاسیسات آب سنگین را در حالی ترک می‌کنم که از دور شاهد استک (دودکش) مرتفع 80 متری آن هستم که گازهای زائد را خارج می‌کند و من به این فکر می‌کنم که چنین تجهیزات پیشرفته‌ای می‌تواند در آینده نزدیک نه تنها گره‌های بزرگی از صنعت و پزشکی کشورمان بگشاید بلکه درآمدزایی بالایی خواهد داشت و ما را از خام‌فروشی‌هایی که عادت کرده‌ایم می‌رهاند.
منبع: ويژه‌نامه شاهكار ايراني روزنامه خراسان