المقصود بتخصيب اليورانيوم هو أحد الأسئلة المهمة التي نثير اهتمامًا ملحوظًا بها من قبل عدد كبير من الناس ، حيث أن عملية تخصيب اليورانيوم هي إحدى العمليات المهمة التي يجب الحديث عنها لما لها من فوائد عديدة وأضرار جسيمة.
لذلك سنتحدث في هذا المقال بالتفصيل عن كل ما يتعلق بعملية تخصيب اليورانيوم.
جدول المحتويات
ما المقصود بتخصيب اليورانيوم؟
ما المقصود بتخصيب اليورانيوم سوف نشرح بالتفصيل في هذا القسم ، وتكرارًا لهذا السؤال ، وهنا يكون مفهوم تخصيب اليورانيوم على النحو التالي:
- تخصيب اليورانيوم هو عملية زيادة نسبة اليورانيوم 235 في خام اليورانيوم.
- تستخدم عملية تخصيب اليورانيوم لإنتاج الوقود لمحطات الطاقة النووية.
- يستخدم اليورانيوم المخصب أيضًا في الأسلحة النووية.
- عادة ما تبدأ عملية تخصيب اليورانيوم بغاز سادس فلوريد اليورانيوم ، والذي يمر بعد ذلك عبر سلسلة من أجهزة الطرد المركزي.
- أيضًا ، هناك مجموعة من الأذرع الدوارة في كل جهاز طرد مركزي لزيادة السرعة التي تدور بها هذه الجسيمات.
- يؤدي هذا إلى زيادة معدل الفصل بين U-235 و U-238 لأن الجسيمات الأثقل يتم تجفيفها بشكل أسرع من الجسيمات الأخف.
- ونتيجة لذلك ، يصبح اليورانيوم المخصب أكثر كثافة ويكون على شكل مسحوق يعرف باسم “الكعكة الصفراء”.
ما هو اليورانيوم
عندما نتحدث عن عملية تخصيب اليورانيوم ، من المهم تسليط الضوء على عنصر اليورانيوم نفسه. فيما يلي فقرة تمهيدية قصيرة حول هذا العنصر على النحو التالي:
- يعتبر اليورانيوم أحد أكثر العناصر شيوعًا في العالم ويوجد في الصخور والأرض ومياه البحر.
- لا يوجد اليورانيوم نفسه بحرية في الطبيعة ، ولكنه موجود في بعض أنواع الصخور ، مثل الجرانيت والبيتشبلند ، والتي يتم استخراجها لاستخدام الوقود وتوليد الطاقة.
- اليورانيوم معدن فضي مشع وأثقل عنصر موجود بشكل طبيعي على وجه الأرض.
- تشمل استخدامات هذا العنصر بشكل أساسي توليد الطاقة بواسطة محطات الطاقة النووية ويستخدم كوقود للصواريخ والرؤوس الحربية.
- يحتوي اليورانيوم على العديد من النظائر ذات فترات نصف عمر مختلفة.
- يتكون اليورانيوم الطبيعي من 284٪ نظير U-238 و 0.720٪ U-235 و 0.0057٪ نظير U-234 قصير العمر.
انظر هنا: ما هو اليورانيوم؟
ما الفرق بين اليورانيوم الطبيعي واليورانيوم المخصب؟
ندرك أن عددا كبيرا من الناس يتساءلون عن الاختلافات الرئيسية بين اليورانيوم الطبيعي واليورانيوم المخصب ، وسنتحدث عنها بالتفصيل في هذا القسم:
- اليورانيوم الطبيعي: اليورانيوم الطبيعي هو اليورانيوم الذي لم تتم معالجته.
- بالإضافة إلى ذلك ، فإن اليورانيوم الطبيعي ليس مشعًا ، ولكن يمكن تحويله إلى بلوتونيوم عن طريق القصف النيوتروني.
- كما أن اليورانيوم الطبيعي لا يحتوي على نفس كمية النظير الانشطاري U-235 مثل اليورانيوم المخصب.
- يحتوي اليورانيوم الطبيعي على حوالي 7٪ فقط من نظير اليورانيوم 235 ، بينما يقترب اليورانيوم المخصب من 3٪.
- اليورانيوم المخصب: اليورانيوم المخصب هو يورانيوم طبيعي تمت معالجته لزيادة نظير اليورانيوم 235.
- اليورانيوم المخصب نادر أيضًا ويتزايد الطلب عليه بسبب استخدامه في الطاقة النووية والأسلحة النووية.
- بالإضافة إلى ذلك ، يعتبر اليورانيوم المخصب مشعًا ولذلك يستخدم لتوليد الطاقة النووية أو لتصنيع الأسلحة.
ما هي فوائد تخصيب اليورانيوم؟
الآن وقد أوضحنا المقصود بعملية تخصيب اليورانيوم والاختلافات الرئيسية بين اليورانيوم الطبيعي واليورانيوم المخصب ، سنتحدث عن مزايا تخصيب اليورانيوم على النحو التالي:
- يتم إجراء ذلك لفصل نظائر اليورانيوم بحيث يمكن استخدام الأجزاء الأكثر إشعاعًا وخطورة في الطاقة النووية والأسلحة النووية.
- كما أنه يساهم بشكل كبير في استخدام الطاقة بشكل أكثر كفاءة.
- تتيح لنا هذه العملية أيضًا توفير النظائر الطبية لعنصر اليورانيوم ، وتزيد هذه العملية أيضًا من نسبة المواد الانشطارية في خام اليورانيوم.
ما هي عيوب تخصيب اليورانيوم؟
بعد الحديث عن المزايا الرئيسية لعملية تخصيب اليورانيوم نريد أن نوضح أن هذه العملية سيف ذو حدين لما لها من أضرار بالغة الخطورة ، وهذه الأضرار هي:
- العيب الرئيسي لتخصيب اليورانيوم هو أنه ينتج نفايات مشعة ومواد عالية التخصيب يمكن استخدامها في صنع الأسلحة.
- يمكن استخدامه أيضًا لأغراض إرهابية.
- بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذه العملية لها تأثير على البيئة لأنها تزيد من خطر التلوث الإشعاعي للبيئة.
- بالإضافة إلى ذلك ، فإن تخصيب اليورانيوم مكلف وقد لا يكون فعالاً من حيث التكلفة لبعض محطات الطاقة النووية.
- بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تكون هناك كارثة نووية مثل تشيرنوبيل وفوكوشيما.
- تشمل العيوب مخاطر أمنية ، وتكاليف رأس مال عالية ، وتكاليف تشغيلية عالية ، وفترات زمنية طويلة للنشر.
خطوات تخصيب اليورانيوم
تتطلب عملية تخصيب اليورانيوم خطوات قليلة ونجد اهتمامًا ملحوظًا بمعرفتها ، لذا في هذا القسم سنشرح بإيجاز هذه الخطوات:
- الخطوة الأولى هي الطرد المركزي: يتم تنفيذ هذه الخطوة بواسطة جهاز يستخدم الجاذبية لفصل مكونات السائل أو الغاز المعلق حسب الكثافة.
- الخطوة الثانية لنشر الغاز: في فصل نظائر اليورانيوم من خلال عملية انتشار الغاز.
- يستخدم الغاز للتخفيف والفصل الجزئي لنظائر اليورانيوم.
- الخطوة الثالثة: الطرد المركزي للغاز: يتم تنفيذ هذه الخطوة بواسطة جهاز ميكانيكي يستخدم قرصًا دوارًا لتسريع تيار الهواء المحتوي على سائل إلى سرعة عالية.
- يقوم الدوار بعد ذلك بتسريع الغاز عن طريق تحويل الطاقة الدورانية إلى طاقة حركية.
- تؤدي كل خطوة من هذه الخطوات إلى نظائرها المختلفة ، وهذا هو سبب إجرائها بشكل منفصل.
- تتم العملية أيضًا في نظام مغلق لتجنب أي اتصال بالمواد الخارجية.
- بالإضافة إلى ذلك ، تم تطوير تكنولوجيا تخصيب اليورانيوم لإنتاج ما يكفي من المواد لاستخدامها في الأسلحة النووية.
اقرأ أيضًا: ماذا يعني تخصيب اليورانيوم؟
كيف يتم تحديد نسبة اليورانيوم 235؟
يريد الكثيرون معرفة كيفية حساب النسبة المئوية لليورانيوم 235 ، لذلك نوضحها أدناه بمثال بسيط:
- يتم تحديد نسبة اليورانيوم 235 بنوع المفاعل الذي يمكن بناؤه بكمية معينة من قضبان الوقود.
- على سبيل المثال ، إذا كان لديك 1 طن من اليورانيوم الطبيعي ، فستحتاج إلى حوالي 1300 طن من اليورانيوم المخصب باستخدام مفاعل الماء الخفيف.
- أو 850 طنا عند استخدام مفاعل الماء الثقيل.
- من المرجح أن تقوم البلدان التي تنتج اليورانيوم الطبيعي وتعالجه بتصديره بدلاً من الاحتفاظ به لنفسها.
تكلفة عملية تخصيب اليورانيوم
قبل أن نختتم مناقشتنا حول هذا الموضوع ، نود توضيح تكلفة عملية تخصيب اليورانيوم ، وهنا المعلومات الأساسية حول تكلفة هذه العملية في الفقرة التالية:
- تمت مناقشة التقنيات المختلفة التي يمكن استخدامها لتخصيب اليورانيوم.
- التقنية الأولى التي تمت مناقشتها في هذا القسم هي نشر الغاز.
- تكلفة هذه الطريقة تتراوح من 12000 دولار إلى 15000 دولار للكيلوغرام الواحد.
- التقنية الثانية التي تمت مناقشتها هي أجهزة الطرد المركزي الغازية.
- هذا يكلف ما بين 8000 و 10000 دولار للكيلوغرام الواحد.
- التقنية الثالثة هي الانتشار الحراري للسائل ويتكلف ما بين 4500 دولار و 6000 دولار للكيلوغرام.
انظر هنا: ما هو تخصيب اليورانيوم
المراد بتخصيب اليورانيوم من الأسئلة المتداولة ، ولهذا أوضحنا الإجابة الصحيحة عليه في هذا المقال.
وفي نهاية هذا المقال أوضحنا أن عملية تخصيب اليورانيوم بالرغم من فوائدها تعتبر عملية خطيرة للغاية لكنها يمكن أن تتسبب في كوارث كبيرة وقد قدمنا لكم إجابات كاملة على الأسئلة الرئيسية المتعلقة بهذا الأمر.