先週後半、イスラエルはイランの主要核施設3カ所（ナタンツ、イスファハン、フォルドー）を標的とし、数人のイラン核科学者を殺害した。これらの施設は強固に要塞化されており、大部分が地下にあるため、どの程度の損害が与えられたかについては相反する報告がある。
ナタンツとフォルドーはイランのウラン濃縮施設であり、イスファハンは原材料を提供しているため、これらの施設への損害はイランの核兵器製造能力を制限することになる。
しかし、ウラン濃縮とは正確には何であり、なぜ懸念を引き起こすのであろうか。
ウランを「濃縮する」ことの意味を理解するには、ウラン同位体と核分裂反応における原子の分裂について少し知る必要がある。
同位体とは何か？
すべての物質は原子からできており、原子は陽子、中性子、電子から構成されている。陽子の数が原子の化学的性質を決定し、様々な化学元素を区別している。
原子は陽子と電子の数が等しい。例えば、ウランは92個の陽子を持ち、炭素は6個である。しかし、同じ元素でも中性子の数が異なることがあり、これが同位体と呼ばれる元素の変種を形成する。
これは化学反応にはほとんど影響しないが、核反応は大きく異なることがある。
ウラン238とウラン235の違い
地中からウランを採掘すると、その99.27%がウラン238であり、これは92個の陽子と146個の中性子を持つ。わずか0.72%がウラン235で、92個の陽子と143個の中性子を持つ（残りの0.01%は他の同位体である）。
原子力発電所や兵器には、同位体の割合を変える必要がある。これは、2つの主要なウラン同位体のうち、ウラン235のみが核分裂連鎖反応を支持できるためである。1個の中性子が原子を核分裂させ、エネルギーとさらなる中性子を生成し、それがさらなる核分裂を引き起こすという連鎖反応である。
この連鎖反応は膨大な量のエネルギーを放出する。核兵器では、この連鎖反応を一瞬のうちに起こし、核爆発を生み出すことが目標である。
民間の原子力発電所では、連鎖反応は制御されている。原子力発電所は現在世界の電力の9%を生産している。核反応のもう一つの重要な民間利用は、様々な疾病の診断と治療のための核医学で使用される同位体の製造である。
では、ウラン濃縮とは何か？
ウランを「濃縮する」とは、天然に存在する元素を取り、ウラン238を除去しながらウラン235の割合を増加させることを意味する。
これを行う方法はいくつかある（オーストラリアからの新発明を含む）が、商業的には現在遠心分離機で濃縮が行われている。これはイランの施設でも同様である。
遠心分離機は、ウラン238がウラン235より約1%重いという事実を利用している。ウラン（ガス状）を取り、回転子を使って毎分50,000から70,000回転で回転させ、遠心分離機の外壁は毎秒400から500メートルで移動する。
これは、水を外側に飛ばしながらサラダの葉を中央に留める野菜脱水器のような働きをする。重いウラン238は遠心分離機の端に移動し、ウラン235は中央に残る。
これは限定的な効果しかないため、回転プロセスは何度も繰り返され、ウラン235の割合を徐々に高めていく。
ほとんどの民間原子力発電所は、3%から5%に濃縮された「低濃縮ウラン」を使用している。これは、サンプル中の全ウランの3〜5%がウラン235であることを意味する。これは連鎖反応を維持し、電気を作るのに十分である。
核兵器にはどの程度の濃縮レベルが必要か？
爆発的な連鎖反応を得るには、ウラン235は電力や医薬品製造のための原子炉で使用するレベルよりもはるかに高く濃縮される必要がある。
技術的には、核兵器はわずか20%のウラン235（「高濃縮ウラン」として知られる）で製造できるが、ウランがより濃縮されるほど、兵器はより小型で軽量になることができる。核兵器を保有する国々は約90%に濃縮された「兵器級」ウランを使用する傾向がある。
国際原子力機関（IAEA）によると、イランは大量のウランを60%まで濃縮している。実際に、濃縮度60%から90%に上げることは、初期の60%に到達することよりも容易である。これは、除去すべきウラン238がますます少なくなるためである。
これが、イランが核兵器製造の極度のリスクにあると考えられる理由であり、濃縮のための遠心分離機技術が秘密にされている理由である。
最終的に、民間原子炉用燃料を製造するまったく同じ遠心分離機技術が核兵器の製造に使用できる。
IAEAの査察官は世界中の核施設を監視し、各国が世界的な核不拡散条約で定められた規則を遵守していることを確認している。イランは「平和目的」のためにのみウランを濃縮していると主張しているが、先週後半、IAEA理事会はイランが条約の下での義務に違反していると裁定した。
