ما هو تخصيب اليورانيوم واهم مراحله تقنياته ؟

اليورانيوم هو أحد العناصر الكيميائية الضرورية في العالم. يتم استخدامه في العديد من المجالات المختلفة. في هذا الموضوع سنتعرف أكثر على اليورانيوم وما هو تخصيب اليورانيوم والمراحل الرئيسية لتقنياته ، وسنوضح فوائد اليورانيوم المخصب وكيف يتم استخراجه.

ما هو اليورانيوم

يُعرف اليورانيوم في اللغة الإنجليزية باسم اليورانيوم وهو عنصر كيميائي مشع وسام. يتميز بلونه الفضي-الأبيض. إنه معدن ثقيل برقم صفر لاثنين وتسعين. إنه ينتمي إلى الأكتينيدات ، التي تحتوي على عناصر ذات أعداد ذرية تتراوح من تسعين إلى مائة وثلاثة.

يعتبر اليورانيوم من أكثر العناصر وفرة في العالم ، حيث يمثل حوالي 48 عنصرًا. وتجدر الإشارة إلى أن اليورانيوم أكثر وفرة من الفضة.

يبلغ تواجده في قشرة الأرض تقريبًا (2 × 10-3٪) ولا يحدث بحرية في الطبيعة ، ولكنه موجود في معادن مثل اليورانيت أو البتشبلند واليورانيت والتوربرنيت.

يتواجد بسهولة في الفوسفات ، بنسبة لا تتجاوز 0.01٪ من إجمالي وزنه ، وتوجد خاماته الطبيعية في أجزاء مختلفة من العالم ، ولكن توجد خامات باهظة الثمن فقط في جمهورية الكونغو ، فوق الأراضي الكندية و في امريكا.

ما هو تخصيب اليورانيوم؟

تخصيب اليورانيوم هو عملية تحويل عنصر خام طبيعيًا إلى مادة قادرة على إنتاج وصنع أسلحة مدمرة أو توليد طاقات مختلفة ، مع العلم أن هناك نسبًا لتخصيبه ، وهناك نسبة معينة تحدد طرق استخدامه. في البرامج النووية.

يعتبر تخصيب اليورانيوم من أكثر العمليات صعوبة وتعقيدًا ، حيث أنه يحدث على عدة مراحل لزيادة نسب اليورانيوم 235 بالنظير الذي يقبل الانشطار بخام اليورانيوم ، والمعروف بالاختصار التالي -U ، بهدف تستخدم في مجالات مختلفة لزيادة الأنشطة.

يجب زيادة تركيزه بنسبة 3 إلى 5٪ إذا أراد الاستفادة منه ، لكن تركيز اليورانيوم يحتاج إلى زيادة بنسبة 80٪ لاستخدامه في صنع أسلحة نووية.

انظر أيضاً: أهمية تخصيب اليورانيوم وتقنياته الرئيسية

تكنولوجيا تخصيب اليورانيوم

هناك طرق عديدة لتخصيب اليورانيوم بتقنيات محددة وفيما يلي تقنيات تخصيب اليورانيوم:

كعكة صفراء

وهي إحدى الأدوات المستخدمة في تخصيب خام اليورانيوم حيث يتم تحويله من مادة خام إلى غاز سادس فلوريد اليورانيوم مما يؤدي إلى تحوله من مادة صلبة إلى غاز.

حاجز فولاذي

وفيه يتم ضخ ذرات اليورانيوم بواسطة سرعة حركة ذرات اليورانيوم 235 تكون أعلى من حركة ذرات اليورانيوم 238 لفصلها عن بعضها البعض.

وبتكرار هذه العملية أكثر من 1400 مرة للحصول على اليورانيوم 235 ، كان تركيزه يتراوح بين 3 و 5٪ من سادس فلوريد اليورانيوم.

محتوى اليورانيوم المخصب

• يحتوي اليورانيوم عالي التخصيب على عشرين بالمائة من اليورانيوم 235.
• يحتوي اليورانيوم المنخفض التخصيب على أقل من عشرين بالمائة من اليورانيوم 235.
• يحتوي اليورانيوم المخصب المحدود على 0.9٪ إلى 2٪ يورانيوم -235.

تخصيب اليورانيوم والطرد المركزي

يعتمد مصنع تخصيب اليورانيوم على عمليات الطرد المركزي ، باستخدام أجهزة الطرد المركزي للاختلافات الصغيرة بين اليورانيوم 235 واليورانيوم 238.

للقيام بذلك ، يتم ضخ غاز اليورانيوم في سلسلة من الأنابيب التي تدور بسرعات عالية معروفة بأنها أسرع من سرعة الصوت.

نتيجة لذلك ، يتم دفع ذرات اليورانيوم الثقيل 238 إلى الخارج ، تاركة ذرات اليورانيوم 235 المخصب في الأنابيب ، وبتكرار هذه العملية عدة مرات ، يمكننا الحصول على اليورانيوم بتركيز أعلى.

اخترنا لكم: 10 أضرار تلحق بالبشر من استخراج اليورانيوم المخصب

نظائر اليورانيوم

هم ذراتهم الخاصة ، ولديهم أعداد متفاوتة من النيوترونات ، وأبرزها ما يلي:

اليورانيوم 238

إنه أحد أكثر النظائر وفرة بالنسبة إلى النظائر الأخرى ، حيث يمثل حوالي 99٪ من إجمالي اليورانيوم الطبيعي ، وهو أيضًا الأقدم ، في عمر يورانيوم 238 البالغ أربعة مليارات ونصف المليار سنة.

اليورانيوم 235

وهو الأندر بين النظائر الأخرى ، حيث يمثل 0.7٪ فقط من اليورانيوم الطبيعي ، ويمكن انشطاره ، ويبلغ عمر اليورانيوم 235 سبعمائة مليون سنة ، ويستخدم في تشغيل المفاعل النووي.

اليورانيوم 234

وهو أحد النظائر الموجودة في اليورانيوم الطبيعي ونسبة 1-18800 مقارنة بنظير اليورانيوم 238.

اليورانيوم 236

يتم تصنيع اليورانيوم ويوجد في الوقود النووي المستهلك.

اليورانيوم 233

إنه اليورانيوم الذي يقبل الانشطار بالنيوترونات ويستخدم لإنتاج الطاقة.

يورانيوم 232

إنه منتج ثانوي للتفاعلات النووية ويبلغ عمر هذا النظير حوالي 68 عامًا.

معلومات عامة عن اليورانيوم

هناك قدر كبير من المعلومات عن اليورانيوم ، ومن أهم وأبرز هذه المعلومات ما يلي:

• عدد البروتونات في نواة اليورانيوم هو اثنان وتسعون بروتونًا ، وهو أيضًا العدد الذري.
• الرمز الكيميائي لليورانيوم هو U.
• يبلغ الوزن الذري لليورانيوم “أي متوسط ​​كتلته الذرية” 238.02891.
• كثافته 18.95 جم / سم 3.
• نقطة انصهارها هي 2075 درجة فهرنهايت ، أي 1135 درجة.
• تبلغ درجة غليانها 7468 درجة فهرنهايت ، أي 4131 درجة.
• يحتوي على حوالي ستة عشر نظيرًا ، ثلاثة منها تحدث بشكل طبيعي.
• إنه في الحالة الصلبة في درجة حرارة الغرفة.
• تعرضت العالمة “ماري كوري” للإشعاع لفترة طويلة مما أدى إلى معاناتها وموتها من فقر الدم اللاتنسجي الذي يقلل من عدد خلايا الدم الحمراء.
• والجدير بالذكر أن هذا العالم اكتشف ما يعرف بالبولونيوم والراديوم عام 1934 م.
• يتأكسد اليورانيوم بسرعة عند تعرضه للهواء.

قد تكون مهتمًا أيضًا بـ: الكيمياء النووية

فوائد اليورانيوم المخصب

يتم عرض استخدامات اليورانيوم المخصب في فوائده والتي ترد في النقاط التالية:

منطقة عسكرية

يستخدم اليورانيوم المخصب في صنع أسلحة نووية يمكنها أن تصيب بالضبط الهدف الذي يجب تدميره ويمكن أن تصل إلى أكثر من 100 كيلومتر.

وتلوث بقايا اليورانيوم “شظاياه” البيئة التي استخدم فيها لأغراض عسكرية ويمكن أن تسبب أمراضًا خطيرة مثل السرطان لدى البشر.

مجال الطيران

يستخدم اليورانيوم في أجهزة التثبيت الموجودة في الطائرات بسبب وزنه المرتفع.

تشغيل الآلات بكفاءة

يعتبر المعمل الصناعي الذي يوجد فيه اليورانيوم من المعامل التي تحتوي على طاقة جيدة وفعالة ، وباستخدام جرامات بسيطة منها يمكن لآلات المصنع أن تعمل لسنوات طويلة حسب الطاقة النووية الموجودة فيه.

توليد الطاقة

ليس فقط من الضروري استخدام اليورانيوم والطاقة النووية التي يحتويها في الحروب والمعارك ، ولكن هناك استخدامات سلمية آمنة للغاية ومفيدة للبشرية.

من أبرز الاستخدامات الآمنة لليورانيوم ما يلي: توليد الكهرباء واستخدامها لتحلية مياه البحر للاستفادة منها في ظل مخاطر الجفاف ونقص المياه العذبة في العديد من الدول.

استخدم لأطول فترة ممكنة

من المعروف أن متوسط ​​عمر اليورانيوم يمكن أن يصل إلى حوالي 4.8 مليار سنة ، وباستخدام جرامات بسيطة منه ، يمكن إضاءة مدينة كبيرة لفترة طويلة جدًا يمكن أن تتجاوز مئات السنين ، واليورانيوم طاقة متجددة لا تنضب.

طرق استخلاص اليورانيوم

يُستخرج اليورانيوم بعدة طرق ، بما في ذلك الطرق التقليدية مثل:

• إن الطريقة التي يتم الدعوة إليها في التعدين المكشوف هي التعدين المكشوف ، والذي يستخدم لخام اليورانيوم بالقرب من سطح الأرض بشرط أن يكون عمه أقل من أربعمائة قدم تحت الأرض.
• يتم استخدام عملية التعدين تحت الأرض عندما يوجد خام اليورانيوم في طبقات عميقة جدًا من سطح الأرض.
• هناك طرق أخرى مستخدمة لاستخراج اليورانيوم ، وهي العملية الكيميائية التي يتم الحصول عليها عن طريق النض في الموقع المعروف باللغة الإنجليزية باسم الترشيح في الموقع.

وفي نهاية الموضوع وبعد التعرف على اليورانيوم ما هو تخصيب اليورانيوم وماهي تقنيات تخصيب اليورانيوم ومستويات تخصيب اليورانيوم وتخصيب اليورانيوم والطرد المركزي.

تعرفنا على نظائر اليورانيوم وأهم المعلومات العامة عنها وفوائدها المختلفة وطرق استخلاصها من الأرض. عليك فقط مشاركة هذا الموضوع على جميع وسائل التواصل الاجتماعي.