كيف يتم استخراج اليورانيوم هو محور مناقشتنا اليوم. إذا كنت مهتمًا بالعلوم، فسنخبرك أن اليورانيوم (بالإنجليزية: Uranium)، عنصر كيميائي مشع وفي نفس الوقت سام.
لها لون أبيض يميل إلى الفضة، وتعتبر من المعدن الثقيل برقم ذري 92، وهنا سنتعرف على كيفية الحصول عليها، فاتبع المقال معنا على موقع محمود حسونة.
كيف يتم استخلاص اليورانيوم؟
اليورانيوم هو أحد العناصر المشعة التي تقلق العلماء. هذا عنصر كبير وخطير. فيما يلي بعض المعلومات حول هذا الموضوع:
- ينتمي اليورانيوم إلى سلسلة الأكتينيدات التي تضم عناصر ذات أعداد ذرية من (90-103).
- اليورانيوم هو أحد العناصر الـ 48 المتوفرة بكثرة في العالم.
- اليورانيوم أكثر وفرة من الفضة بأربعين مرة.
- تقدر نسبة اليورانيوم في القشرة الأرضية بحوالي (2 × 10-3٪).
- لا يوجد اليورانيوم حرًا في الطبيعة، ولكنه موجود في المعادن.
استخراج اليورانيوم من خلال التعدين المكشوف
التعدين المكشوف هو أحد الأساليب التقليدية لاستخراج اليورانيوم، مثل:
- إذا تم العثور على خام اليورانيوم بالقرب من سطح الأرض، وعلى عمق لا يقل عن 400 قدم، أي ما يعادل 121.92 مترًا، حيث يكون تركيزه هنا أقل من 0.5٪ من الخام، فيمكن استخراجه.
- يتم ذلك عن طريق إزالة مخلفات التربة والصخور من الركاز، وهذا هو المكان الذي يتم فيه الكشف عن الصخور الصلبة.
- بعد ذلك يتم حفر حفرة للوصول إلى اليورانيوم.
- يُستخرج اليورانيوم في جدران الحفرة، في سلسلة من الطبقات الأفقية تسمى المدرجات، وهذا يمنعها من الانهيار.
- يتم حفر الصخور ووضع المتفجرات فيها لكسر الصخور الكبيرة التي تحمل الخام.
- يجب إخراج الأحجار المكسورة والمكسرة إلى السطح باستخدام شاحنات كبيرة قادرة على حمل 200 طن من المواد في خطوة واحدة.
شاهدي أيضاً: ما هو تخصيب اليورانيوم وأهم مراحله وطرقه؟
التعدين الجوفي لاستخراج اليورانيوم
يستخدم التعدين تحت الأرض عندما يوجد اليورانيوم في طبقات عميقة للغاية، حيث:
- يتم الحصول على تركيز عال منه.
- لا يمكن الحصول على تركيز اليورانيوم هذا من الحفر المفتوحة.
- يتم حفر الخام، ثم تفجيره لإزالة الحطام.
- سيتم نقل الحطام المزال إلى السطح.
ماذا يحدث بعد عملية التعدين؟
سواء كان التعدين عن طريق الحفرة المفتوحة أو التعدين تحت الأرض، يحدث ما يلي:
- اطحن الخام حتى يصبح مسحوقًا ناعمًا في مطحنة اليورانيوم.
- يتم معالجته بحمض قوي.
- تساعد هذه المعالجة على فصل حوالي 90٪ من اليورانيوم عن الصخور المحيطة به.
- هنا نصل إلى مرحلة التجفيف حيث يجف ونحصل على مسحوق بني مصفر يسمى الكعكة الصفراء
- يحتوي هذا المسحوق على 80٪ يورانيوم.
كيف يستخرج اليورانيوم بالطرق الكيميائية؟
تسمى الطريقة الكيميائية لاستخراج اليورانيوم بعملية النض في الموقع، حيث:
- تختلف هذه الطريقة عن الطرق التقليدية المتبعة في استخراج اليورانيوم، حيث تتم عملية كيميائية على القشرة الأرضية في منطقة التعدين لفصلها عن الصخور المحيطة بها.
- يتم حفر ثقوب في أماكن ترسبات اليورانيوم في الصخور الخام.
- بعد ذلك يتم حقن محلول كيميائي يكسر الروابط بين اليورانيوم والصخور ويربط ذراتها ببعضها البعض.
- بعد اكتمال عملية الحقن، يتم ضخ المحلول الكيميائي الذي تم تحميله فيه إلى السطح من خلال فتحة أخرى.
كيف يتم استخلاص اليورانيوم من الفوسفات؟
قد لا تكون هذه المعلومات معروفة للكثيرين، وهي إمكانية الحصول على عناصر اليورانيوم من الفوسفات، من خلال ما يلي:
- أولاً، يتم سحق خام اليورانيوم إلى قطع صغيرة.
- يتم تجميع هذه القطع بطريقة تسمى الطفو.
- يستخدم حمض الفوليك بهذه الطريقة، وتتم عملية التحميض في الهواء حتى يتحول إلى أكاسيد.
ما هو اليورانيوم المخصب؟
بالطبع، كثيرًا ما نسمع مصطلح اليورانيوم المخصب، وهو مرتبط في أذهاننا بإنشاء وإنتاج أسلحة نووية خطيرة.
- التخصيب عملية يتم فيها فصل اليورانيوم 238 واليورانيوم 23.
- تتم هذه العملية عن طريق الطرد المركزي لغاز اليورانيوم.
- هنا يتم تغذية الأسطوانة الدوارة (الطاردة المركزية) التي تدور بسرعة عالية إلى القاعدة التي يقودها محرك غاز (سداسي فلوريد اليورانيوم).
اقرأ أيضا: ماذا يعني تخصيب اليورانيوم؟
ما هو اليورانيوم المخصب المستخدم؟
يستخدم اليورانيوم المخصب في مجالين هما:
- المجال العسكري، حيث يستخدم 20٪ إلى 90٪ من اليورانيوم المخصب لصنع أسلحة نووية، كالرؤوس الحربية والقنابل النووية.
- كما يستخدم اليورانيوم المخصب في المجالات السلمية، لأن اليورانيوم المخصب -235، الذي له قابلية انشطار بنسبة 3٪ إلى 5٪، يستخدم في إنتاج وقود المفاعلات النووية الذي ينتج الطاقة.
مواصفات وخواص اليورانيوم
فيما يلي بعض خواص ومواصفات اليورانيوم:
- في الظروف العادية، يعتبر اليورانيوم معدنًا فضيًا صلبًا، ولكن له ليونة (بمعنى أنه قابل للدكتايل).
- إنه مكون قابل للسحب (مما يعني أنه يمكن تمديده إلى سلك طويل).
- اليورانيوم معدن كثيف جدًا وثقيل.
- يعتبر عنصرًا مشعًا، ويتفاعل مع معظم العناصر غير المعدنية.
- (اليورانيوم 235) هو النظير الانشطاري الوحيد الذي يمكن الحصول عليه من الطبيعة.
- نعني بالانشطار هنا أنه يخلق تفاعلًا متسلسلًا للانشطار النووي).
- هذه الخاصية مهمة جدا في المفاعلات النووية والمتفجرات النووية.
انظر هنا: ماذا يعني تخصيب اليورانيوم؟
وهذه هي الإجابة على سؤالنا حول كيفية الحصول على اليورانيوم، ونعرف الطرق المختلفة التي يستخدمها العلماء للحصول عليه، سواء كانت طرقًا تقليدية أو طرقًا كيميائية.
وبالطبع يتم التعامل مع اليورانيوم بحذر شديد، لأنه من أخطر العناصر في الطبيعة.