اليورانيوم هو أحد العناصر الكيميائية الأساسية في العالم. يتم استخدامه في العديد من المجالات المختلفة. في هذا الموضوع سنتعرف على اليورانيوم، وما هو تخصيب اليورانيوم وأهم مراحل تقنياته، وسنوضح فوائد اليورانيوم المخصب، وكيف يتم الحصول عليه.
ما هو اليورانيوم؟
يُعرف اليورانيوم في اللغة الإنجليزية باسم اليورانيوم، وهو عنصر كيميائي مشع وسام. يمكن التعرف عليه من خلال لونه الأبيض الفضي. إنه معدن ثقيل، برقم صفر اثنان وتسعون. إنه ينتمي إلى الأكتينيدات التي تحتوي على عناصر ذات أعداد ذرية من تسعين إلى مائة وثلاثة.
يعتبر اليورانيوم أحد أكثر العناصر وفرة في العالم، حيث يحتوي على ما يقرب من ثمانية وأربعين عنصرًا. وتجدر الإشارة إلى أن اليورانيوم أكثر وفرة من الفضة.
يبلغ تواجده في القشرة الأرضية تقريبًا (2 × 10-3٪)، ولا يوجد بحرية في الطبيعة، ولكنه موجود في معادن مثل اليورانيت أو البيتشبلند، والأورانينيت، والتوربيرنيت.
يوجد في شكل بسيط من الفوسفات، بنسبة لا تتجاوز 0.01٪ من وزنه الإجمالي، ويمكن العثور على خاماته الطبيعية في أجزاء مختلفة من العالم، ولكن هناك خام باهظ الثمن يمكن العثور عليه فقط في العالم. جمهورية الكونغو. ، على الأراضي الكندية، وفي أمريكا.
ما هو تخصيب اليورانيوم؟
تخصيب اليورانيوم هو عملية تحويله من عنصر خام طبيعي إلى مادة قادرة على إنتاج وتصنيع أسلحة مدمرة، أو خلق طاقات مختلفة، مع العلم أن هناك نسبًا لتطويره، وهناك نسبة معينة تحدد الطرق. لاستخدامه في البرامج النووية.
يعتبر تخصيب اليورانيوم من العمليات الصعبة والمعقدة، لأنه يدخل عدة مراحل لزيادة نسب اليورانيوم 235 بالنظير الذي يقبل انشطار خام اليورانيوم المعروف بالاختصار التالي -U والذي يهدف إلى زيادة استخدامه في مختلف الأنشطة.
يجب زيادة تركيزه بنسبة 3 إلى 5٪ إذا رغب في الاستفادة منه، ولكن يجب زيادة تركيز اليورانيوم بنسبة 80٪ لاستخدامه في إنتاج الأسلحة النووية.
شاهدي أيضاً: معنى تخصيب اليورانيوم وأهم تقنياته
تكنولوجيا تخصيب اليورانيوم
هناك طرق عديدة لتخصيب اليورانيوم بتقنيات محددة، وفيما يلي طرق تخصيب اليورانيوم:
كعكة صفراء
وهي إحدى الأدوات المستخدمة في تطوير خام اليورانيوم، حيث يتم تحويله من مادة خام إلى غاز سادس فلوريد اليورانيوم، مما يؤدي إلى تحويله من مادة صلبة إلى غاز.
حاجز فولاذي
وحيث يتم ضخ ذرات اليورانيوم عن طريق إعطاء سرعة حركة اليورانيوم 235 ذرة أكثر من حركة اليورانيوم 238 ذرة لفصلها عن بعضها البعض.
بتكرار هذه العملية أكثر من ألف وأربعمائة مرة بهدف الحصول على اليورانيوم 235، يكون تركيزه من 3 إلى 5٪ من سادس فلوريد اليورانيوم.
مستوى 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.
يتم ذلك عن طريق ضخ غاز اليورانيوم في عدة أنابيب تدور بسرعات عالية معروفة بأنها أعلى من سرعة الصوت.
نتيجة لذلك، يتم دفع ذرة اليورانيوم الثقيل 238 للخارج، تاركة ذرة اليورانيوم 235 المخصب في الأنابيب، وبتكرار هذه العملية عدة مرات نحصل على يورانيوم بتركيز أعلى.
اخترنا لكم: 10 ضرر يلحق بالناس من استخراج اليورانيوم المخصب
نظائر اليورانيوم
هم أنفسهم ذرات بأعداد مختلفة من النيوترونات، وأشهرها ما يلي:
اليورانيوم 238
وهو من أكثر النظائر انتشارًا مقارنة بالنظائر الأخرى، حيث يضم حوالي 99٪ من إجمالي اليورانيوم الطبيعي، كما أنه الأقدم في العمر، حيث يبلغ عمر اليورانيوم 238 أربعة مليارات ونصف المليار سنة.
اليورانيوم 235
وهو الأكثر تفردًا 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، وتبلغ نسبته 1-18800 مقارنة بنظير اليورانيوم 238.
اليورانيوم 236
إنه مصنوع من اليورانيوم ويوجد في الوقود النووي المستهلك.
اليورانيوم 233
إنه اليورانيوم الذي يقبل انشطار النيوترونات، ويستخدم لإنتاج الطاقة.
يورانيوم 232
إنه نتاج تفاعلات نووية، ويبلغ عمر هذا النظير حوالي 68 عامًا.
معلومات عامة عن اليورانيوم
تتنوع 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.
- الوزن الذري لليورانيوم “متوسط الكتلة الذرية” هو 238.02891.
- كثافته 18.95 جم / سم 3.
- نقطة انصهارها هي 2075 درجة فهرنهايت، أي ما يعادل 1135 درجة.
- تبلغ درجة غليانها 7468 درجة فهرنهايت، أي ما يعادل 4131 درجة.
- يحتوي على حوالي ستة عشر نظيرًا، ثلاثة منها تحدث بشكل طبيعي.
- يوجد في درجة حرارة الغرفة في حالته الصلبة.
- تعرضت العالمة “ماري كوري” للإشعاع لفترة طويلة، مما أدى إلى إصابتها بفقر الدم اللاتنسجي الذي يعمل على تقليل عدد خلايا الدم الحمراء، ثم ماتت بسببه.
- وتجدر الإشارة إلى 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
يتمثل استخدام اليورانيوم المخصب في فوائده والتي تتمثل في النقاط التالية:
المجال العسكري
ويستخدم اليورانيوم المخصب في صنع أسلحة نووية يمكنها أن تصيب بدقة الهدف المطلوب تدميره ويمكن أن تصل إلى أكثر من 100 كيلومتر.
مخلفات اليورانيوم “شظاياه” تلوث البيئة التي يستخدمها الجيش ويمكن أن تسبب أمراضًا خطيرة للإنسان مثل السرطان.
مجال الطيران
يستخدم اليورانيوم في أجهزة التثبيت الموجودة في الطائرات لما يتميز به من وزن ثقيل.
تشغيل الآلات بكفاءة
تعتبر المنشأة الصناعية التي يوجد بها اليورانيوم من المنشآت ذات الطاقة الجيدة والفعالة، وباستخدام الجرامات البسيطة منها يمكن لآلات المنشأة أن تعمل لسنوات طويلة، حسب الطاقة النووية الموجودة فيها.
توليد الكهرباء
ليس من الضروري فقط استخدام اليورانيوم والطاقة النووية التي يحتويها في الحروب والحروب، ولكن هناك استخدامات سلمية آمنة ومفيدة للبشرية.
من بين الاستخدامات الآمنة الأكثر شيوعًا لليورانيوم ؛ إنتاج الكهرباء، وكذلك استخدامها في تحلية مياه البحر، للاستفادة منها لخطر الجفاف وندرة المياه العذبة في كثير من الدول.
استخدم قدر الإمكان
من المعروف أن متوسط عمر اليورانيوم سيكون حوالي 4.8 مليار سنة. باستخدام جراماتها البسيطة، يمكن إضاءة مدينة كبيرة لفترة طويلة قد تتجاوز مئات السنين. اليورانيوم طاقة متجددة لا تنضب.
طرق استخلاص اليورانيوم
يتم استخراج اليورانيوم بعدة طرق منها الطرق التقليدية مثل:
- وتتمثل الطريقة التي يمثلها التعدين في التعدين المكشوف، والذي يستخدم في حالة خام اليورانيوم بالقرب من سطح العالم، طالما أن عمه أقل من أربعمائة قدم تحت الأرض.
- تُستخدم طريقة التعدين تحت الأرض، والمعروفة باللغة الإنجليزية باسم التعدين تحت الأرض، عندما يتم العثور على خام اليورانيوم في طبقات عميقة جدًا من سطح الأرض.
- هناك طرق أخرى تستخدم لاستخراج اليورانيوم وهي الطريقة الكيميائية التي يتم إزالتها عن طريق الترشيح في المنطقة المعروفة باللغة الإنجليزية باسم In-position – Leaching.
وفي نهاية الموضوع وبعد معرفة اليورانيوم ما هو تخصيب اليورانيوم وما هي تقنيات تخصيب اليورانيوم ومستويات تخصيب اليورانيوم وتخصيب اليورانيوم والطرد المركزي.
تعرفنا على نظائر اليورانيوم وأهم المعلومات العامة عنها وفوائدها المختلفة وطرق استخلاصها من الأرض، ما عليك سوى مشاركة هذا الموضوع على جميع وسائل التواصل الاجتماعي.