אורניום מדולדל

אורניום מדולדל היא מתכת כבדה וחזקה המשמשת בעיקר בתעשיות צבאיות, ביצירת מיגון לרכב קרבי משוריין וביצירת תחמושת חודרת שריון. זוהי מתכת אורניום שאחוז האיזוטופ אורניום-235 שבה הוקטן בדרכים מלאכותיות. למתכת גם מספר שימושים אזרחיים, ביניהם בידוד נגד קרינה וייצור משקולות איזון לכלי טיס ולכלי שיט.
הערה לשונית: בעברית השתרש גם השם "אורניום מדולל", אולם שם זה אינו מדויק: דילול הוא הורדת ריכוז על ידי הוספת חומרים נוספים, ואילו באורניום מדולדל הורדת הריכוז נעשית על ידי הוצאת חומר, ולכן הוא נקרא באנגלית "אורניום מופחת" (depleted uranium).
לעומת אורניום מדולדל, קיים אורניום מועשר שבו הועלה אחוז האיזוטופ 235.

רקע: אורניום

אורניום (U) הוא יסוד מתכתי לבנבן-כסוף, נוצץ, צפוף, בעל רדיואקטיביות נמוכה. האורניום נפוץ על פני כל הסביבה הטבעית, ונמצא בכמויות נמוכות ושונות בסלעים, באדמה, במים, באוויר, בצמחים, בבעלי חיים ובכל בני האדם.
אורניום טבעי מורכב משלושה איזוטופים שונים המכונים על-פי מספר הנוקלאונים בהם: אורניום 238, אורניום 235, אורניום 234. השכיח מבין השלושה הוא איזוטופ 238, שמהווה 99.27% מסך מסת האורניום בטבע. שני אחריו הוא איזוטופ 235, שמהווה 0.72% מסך מסת האורניום בטבע. אחרון ברשימה הוא איזוטופ 234 עם 0.0054% בלבד מסך המשקל.
האורניום המשמש בכורים גרעיניים הוא תערובת של אורניום שבה לרכיב ה-U235 חלק גדול יותר מאשר חלקו בטבע (0.72%) - והוא נקרא "אורניום מועשר".

ייצור והפקה

אורניום טבעי מפיקים מתוך עפרות אורניום הנחצבות במכרות במדינות שונות בעולם. 
האורניום המדולדל מגיע משני מקורות:
לרוב הוא תוצר לוואי (פסולת) של תהליך ההעשרה של אורניום לשימוש בכורים גרעיניים. מקור משני לאורניום מדולדל הוא פסולת דלק של כורים גרעיניים, היינו, אורניום טבעי או מועשר ששימש כדלק לכור גרעיני וכבר אין בו שימוש מאחר שרוב או כל החומר הבקיע בו נוצל על ידי הכור.
ניתן להבדיל בין שני המקורות בעזרת בחינת האורניום המדולדל: באורניום מדולדל שמקורו בפסולת מכור גרעיני יימצא האיזוטופ אורניום 236, הנוצר כחלק מתהליך ה"בעירה" הגרעינית בכור. באורניום מדולדל שמקורו בפסולת מתהליך העשרת אורניום לא יימצא איזוטופ זה, שכן איזוטופ זה אינו קיים בטבע.

תכונות

האורניום הנותר לאחר הוצאת החלק המועשר (U235) מכיל כ-99.8% אורניום 238, 0.2% אורניום 235 ואחוז מזערי ביותר של אורניום 234 (0.001%) לפי משקל. תערובת מתכתית זו קרויה אורניום מדולדל.
ההבדל העיקרי בין אורניום מדולדל ובין אורניום טבעי, הוא בכך שמרכיב האורניום 235 באחרון גדול לפחות פי שלושה מאשר במדולדל. ניתן לומר כי אורניום מדולדל הוא למעשה מדולדל באחוז האורניום 235 הנמצא בו. באותו אופן ניתן לומר כי אורניום מועשר נקרא כך מאחר שהוא מועשר באחוז גבוה יחסית של אורניום 235.
פעילותו הרדיואקטיבית של אורניום 238 חלשה במידה ניכרת משל אורניום 235. בשל זאת ובשל העובדה כי מרכיב ה-238 גדול בהשוואה לזה שבטבע ומרכיב ה-235 נמוך בהשוואה לזה שבטבע, הרדיואקטיביות של האורניום המדולדל נמוכה בהרבה משל אורניום טבעי. מנת הקרינה הנפלטת מאורניום מדולדל מהווה רק 60% מהמנה הנפלטת מאורניום טבעי בעל אותה מסה (משקל).
תכונותיו הכימיות (צבע, ברק, רקיעות, הולכה חשמלית וכדומה) של האורניום המדולדל זהות לאלו של האורניום הטבעי ולאלו של אחיהם המועשר.

שימוש ויישום

תכונתו הבולטת ביותר של האורניום המדולדל היא צפיפותו הגבוהה - כפולה מזו של העופרת.
תכונה זו באה לידי ביטוי במספר דרכים, כגון ספיגת קרינה רדיואקטיבית. מכאן נגזר השימוש במתכת זו.
השימושים האזרחיים העיקריים בחומר הם כמשקולות-איזון במטוסים, וכמגני קרינה במכשירי הקרנה רפואית ובמכלי בידוד לנשיאת חומרים רדיואקטיביים. שימושים אזרחיים שלא נובעים דווקא מצפיפותו הרבה של החומר הם בתור זרז בתהליכים כימיים וכפיגמנט בתעשיית הצבעים.
השימוש הצבאי-ביטחוני במתכת זו הוא בייצור מיגון לרק"מ. בנוסף, משתמשים בו בייצור תחמושת חודרת-שריון. שימוש זה נובע משלוש סיבות; הראשונה, צפיפותו הגבוהה. השנייה, יכולתה של המתכת לבעור בעת הפגיעה כאשר הטמפרטורה עולה על 600 מעלות צלזיוס. השלישית, לכדור חודר שריון העשוי אורניום מדולדל יש תכונה של חידוד עצמי - העוזרת לו לחדור אל המטרה.
השימוש בתעשיות הביטחון יבוא לעיתים לבד, אך לרוב בשילוב עם מתכות כבדות אחרות (בייחוד טונגסטן או טיטניום) ליצירת סגסוגת חזקה במיוחד.
בין הטנקים שבמיגונם נעשה שימוש במתכת זו ניתן למצוא את טנק האברהמס האמריקאי. בין הפגזים חודרי-השריון שמיוצרים ממתכת זו ניתן למצוא את סדרת ה-M829 האמריקאית ואת סדרת ה-BM-32 הרוסית.
אורניום מדולדל הוכנס לשימוש אינטנסיבי כנשק במלחמת המפרץ, דו"ח שהוכן בשנת 1994 והותר לפרסום מספר שנים מאוחר יותר מגלה שבמלחמה זו נורו מאות אלפי פגזי 30 מ"מ נגד טנקים, שכללו 235 טונות של אורניום מדולדל, שהכילו כ-7 טונות של אורניום מועשר (U235)‏.

חשיפה לאורניום מדולדל

ברוב המקרים, שימוש וחשיפה למתכת זו יתרמו תרומה זניחה לסך הקרינה הרדיואקטיבית הכולל בסביבה. בשל השימוש המועט במתכת בתחומים אזרחיים ההנחה היא כי החשיפה הגבוהה ביותר למתכת זו תהיה כחלק מעימות או קרב בו נעשה שימוש בתחמושת המכילה אורניום מדולדל (למשל קרב שבו נורים פגזים חודרי שריון).
נתונים שנאספו על ידי האו"ם באתרי קרבות בקוסובו, שבהם נעשה שימוש בתחמושת המכילה אורניום מדולדל, מצביעים כי זיהום הקרינה הסביבתי הנגרם כתוצאה מהשימוש במתכת זו מצומצם ביותר, ומשתרע על פני רדיוס של עשרות מטרים בלבד מנקודת הפגיעה. עוד עולה מן הנתונים כי הזיהום הנמצא במים ובצומח בסביבת הפגיעה הוא נמוך ביותר ונחשב זניח. על-כן, ההסתברות לחשיפה גבוהה מצד האוכלוסייה המקומית באתר קרבות נחשבת נמוכה ביותר.
בטווח הזמן שסמוך לזיהום של אזור מסוים (היינו, מזמן הקרב והלאה), כמות המתכת הנמצאת באזור זה עלולה לעלות את סך כמות האורניום הנמצאת באזור באופן טבעי. במהלך הזמן שלאחר אירוע כזה, הזיהום מתפזר לתוך הסביבה הרחבה על ידי גשמים ורוחות. אנשים המתגוררים או עובדים באזורים אלו עשויים לשאוף חלקיקי אבק מזוהמים או לצרוך מים ומזון מזוהמים.
אנשים או ניצולים הנמצאים בסמוך לאתר התרסקות מטוס עלולים להיחשף לאבק מזוהם במתכת במידה שמשקולות האיזון חשופות לחום גבוה ביותר למשך זמן ממושך. חשיפה משמעותית היא דבר נדיר, מאחר שמשקולות בעלות מסה גבוהה יתחמצנו (יבערו) באיטיות.
אפשרות נוספת לחשיפה לאורניום מדולדל היא שהייה ברק"מ פגוע בעל שריון אורניום מדולדל או בכניסה לרק"מ שנפגע מתחמושת אורניום מדולדל. במהלך מלחמת המפרץ ולאחריה נתגלתה עליה  בתחלואה בקרב חיילים שהשתתפו בקרבות. מהות המחלה וסיבותיה לא היו ברורות והתופעה כונתה "תסמונת מלחמת המפרץ". מחקרים שניסו לגלות מה מקור התסמונת מצאו כי אחוז גבוה מאלה שלקו בה נכנסו לרק"ם עיראקי פגוע או לרק"ם אמריקאי פגוע שמוגן באורניום מדולדל. ממצא זה העלה את ההשערה כי "תסמונת מלחמת המפרץ" נגרמה עקב חשיפה לאורניום מדולדל שנשרף, בין אם מדובר בתחמושת שהכילה אורניום מדולדל שבערה לאחר שהשמידה רק"ם עיראקי ובין אם מדובר ברק"ם אמריקאי שמוגן באורניום מדולדל, נפגע ובער. בעקבות השערה זו, ניתנה הנחיה בצבא האמריקאי, העושה שימוש בתחמושת המכילה אורניום מדולדל ובמיגון אורניום מדולדל לרק"ם, שאין להימנע בגללה מלהיכנס לרק"מ ממוגן שנפגע על מנת להציל חיים, אך מומלץ להשתמש במסכת אב"כ ולכסות חלקי עור גלויים.
הבעיה הבריאותית העיקרית בנוגע לאורניום מדולדל בשדה הקרב מתעוררת כאשר משתמשים בפגזים המכילים חומר זה. האורניום מתפוצץ, מתפזר ויוצר ענן של מתכת כבדה. אפילו חלקיק בקוטר 5 מיקרון של חומר שיישאף לריאות יישאר שם לתמיד ויחשוף את הנפגע לקרינה בעוצמה פי 8,000 מהמותר לפי התקן האמריקאי, בנוסף לסכנות הרגילות הנובעות משאיפת מתכות כבדות. לא ברור מהו טווח הפיזור של אבק אורניום מדולדל, ובאיזו מהירות יתחמצן.