معنى تخصيب اليورانيوم وأهم تقنياته. اليورانيوم عنصر ثقيل موجود في الطبيعة ويظهر في الجدول الدوري في الصف السابع. اليورانيوم عضو في مجموعة الأكتينيدات، وذلك بفضل اكتشافه للعنصر بواسطة مارتن كلابروث، الكيميائي الألماني، في عام 1789 م.
خلال تجاربه على اليورانيت تميز اليورانيوم بصلابته وكثافته ووزنه وليونته، وسنتعرف في هذا المقال على اليورانيوم وتخصيبه وأهم تقنياته.
تخصيب اليورانيوم
- وهي عملية يتم فيها تحويل اليورانيوم الخام الموجود في الطبيعة إلى مادة صالحة للاستعمال لإنتاج الطاقة أو لصنع سلاح فتاك. وتجدر الإشارة إلى أن التخصيب نفسه لا يعتبر عاملاً حاسماً في عملية تحديد استخدام البرامج النووية.
- بل تتحدد بنسبة التخصيب، ونعلم أن التخصيب عملية معقدة للغاية تتم على مراحل، والهدف منها زيادة نسبة اليورانيوم 235.
- وهو نظير انشطاري لليورانيوم الخام يشار إليه بالحرف اللاتيني U والهدف منه إتاحته لأغراض مختلفة مما يتطلب زيادة تركيز اليورانيوم 235 بين 3٪ و 5٪ وهو ضروري . لزيادة نسبة التركيز إلى مستوى يتجاوز 80٪، وهو ما يعرف بالنقاء المثالي لسلاح نووي.
مستوى تخصيب اليورانيوم
- اليورانيوم عالي التخصيب بنسبة عشرين بالمائة من عنصر اليورانيوم 235.
- يحتوي اليورانيوم منخفض الخصوبة على أقل من عشرين بالمائة من عنصر اليورانيوم 235.
- وتقتصر خصوبة اليورانيوم على تسعة إلى اثنين بالمائة من عنصر اليورانيوم 235.
أنظر أيضا: 10 آثار ضارة لأخذ اليورانيوم المخصب على البشر
التقنيات المستخدمة في تخصيب اليورانيوم
كعكة صفراء
- تقنية تستخدم لتحويل اليورانيوم الخام إلى غاز سادس فلوريد اليورانيوم (UF6)، وبهذه الطريقة يمكن تحويل اليورانيوم من حالته الصلبة إلى حالته الغازية.
حاجز فولاذي
- يتم قصف ذرات اليورانيوم في هذه المرحلة، لأن ذرات اليورانيوم 235 تتحلل أسرع من ذرات اليورانيوم 238، وتجدر الإشارة إلى أن عملية الفصل يجب أن تتكرر أكثر من 1400 مرة لاستخراج اليورانيوم 235 بتركيز يتراوح بين ثلاثة بالمائة وخمسة بالمائة من غاز سداسي فلوريد اليورانيوم
أجهزة الطرد المركزي
- تستخدم محطات التخصيب فكرة الطرد المركزي، لأن أجهزة الطرد المركزي تستفيد من الاختلاف الصغير بين نظير اليورانيوم 238 والنظير الآخر 235، ويتم ذلك عن طريق ضخ اليورانيوم في شكله الغازي إلى أسطوانات، وتدور هذه الأسطوانات. . بسرعات تفوق سرعة الصوت.
- حيث يتم دفع الذرات الأثقل، أي باتجاه اليورانيوم 238، وتبقى الذرات الأخف في الأسطوانة، أي اليورانيوم المخصب 235، وتجدر الإشارة إلى أن هذه العملية يجب أن تتكرر عدة مرات، للحصول على أعلى تركيز. من اليورانيوم.
اكتشاف اليورانيوم
- بعد أن اكتشف العالم الألماني مارتن كلابروث عنصر اليورانيوم في عام 1789، أطلق عليه اسم اليورانيوم نسبة إلى كوكب أورانوس، لكن اتضح أن المادة المكتشفة هي أكسيد اليورانيوم وليس اليورانيوم النقي، الكلور والبوتاسيوم.
- اكتشف العالم الفرنسي “هنري بيكريل” ظاهرة تسمى النشاط الإشعاعي لعنصر اليورانيوم عام 1869، وحدثت بالصدفة عندما كان يدرس تأثير أملاح اليورانيوم على الضوء.
- شارك بيير كوري وهنري بيكريل وماري كوري في جائزة نوبل عام 1903 عن هذا الاكتشاف، وفي نفس العام أشار منديليف إلى شيء مهم، وهو أن اليورانيوم هو أثقل عنصر تم اكتشافه في هذا الوقت.
- اكتشف العالم فريتز ستراسمان والعالم أوتو هان أن قصف اليورانيوم بما يسمى بالنيوترونات يقسمه إلى جزأين متطابقين تقريبًا، وتسمى العملية بالانشطار النووي، حيث تتولد الحرارة على نطاق واسع من كميات صغيرة جدًا من اليورانيوم.
قد تكون مهتمًا أيضًا بـ: الكيمياء النووية
معلومات عامة عن عنصر اليورانيوم
- العدد الذري لليورانيوم أو عدد البروتونات في النواة هو اثنان وتسعون، ورمزه الكيميائي هو الحرف U.
- وزنه الذري أي متوسط كتلة ذرة يورانيوم 238.02891 وكثافته 18.95 جرام / سم مكعب.
- درجة انصهار اليورانيوم 2.075 درجة فهرنهايت أي ما يعادل 1.135 درجة مئوية.
- درجة غليانها 7.468 فهرنهايت أي ما يعادل 4.131 درجة مئوية.
- عدد نظائر عنصر اليورانيوم ستة عشر، منها 3 موجودة بشكل طبيعي.
- يوجد اليورانيوم في درجة حرارة الغرفة في حالته الصلبة.
- العالمة المسمى “ماري كوري” والتي عملت على عنصر اليورانيوم واكتشف الراديوم وكذلك البولونيوم ماتت عام 1934 نتيجة إصابتها بفقر الدم اللاتنسجي مما يعني انخفاض عدد خلايا الدم الحمراء وذلك بسبب التعرض لها. للعالم للإشعاع لمرات عديدة.
- يتأكسد اليورانيوم بسرعة كبيرة عند تعرضه للهواء.
- اليورانيوم المخصب هو نوع من اليورانيوم حيث تتراوح نسبة اليورانيوم 235 بين -0.5 و 0.3 مقابل النسبة المعتادة 0.7٪ ويمكن زيادة نسبته بفصل نظائره أو باستخدام جهاز فصل مركزي.
- ما يتبقى بعد عملية تخصيب اليورانيوم يعرف باليورانيوم المنضب.
- يحتوي على نسبة إشعاع أقل من اليورانيوم الطبيعي، أي ما يعادل 40٪ غرام
- يشكل خطرا جسيما إذا تم استنشاقه أو ابتلاعه عن طريق الفم
- أو إذا دخلت الجسم عند تعرضها للنار.
نظائر اليورانيوم
نظائر العنصر عبارة عن ذرات من اليورانيوم بأعداد مختلفة من النيوترونات وهي:
اليورانيوم 238
- أكثر أنواع النظائر شيوعًا والذي يمثل 99.3٪ من عنصر اليورانيوم الطبيعي.
- بالإضافة إلى ذلك، فهو الأقدم بين جميع الأنواع، حيث يمتد إلى 4.5 مليار سنة.
اليورانيوم 235
- يمثل 0.7٪ من عنصر اليورانيوم الطبيعي.
- إنه نظير متغير نادر جدًا ويبلغ عمره سبعمائة مليون سنة.
- يتم استخدامه في ما يسمى المفاعلات النووية.
اليورانيوم – 234
- يوجد في اليورانيوم الطبيعي بنسبة 1-18800 مقارنة باليورانيوم 238.
اليورانيوم 236
- تم العثور على اليورانيوم الصناعي في الوقود النووي المستهلك.
اليورانيوم 233
- إنه نظير يمكن انشطاره بالنيوترونات، ويستخدم في عملية إنتاج الطاقة.
اليورانيوم 232
- إنه نتيجة لما يسمى بالتفاعلات النووية، ويبلغ عمره 68.9 سنة.
اقرأ المزيد: العناصر الكيميائية وتكافؤاتها
استخدام اليورانيوم
يستخدم اليورانيوم في العديد من المجالات منها:
- يتم استخدامه لإنتاج الطاقة النووية للأغراض العسكرية، وكذلك لإنتاج الصواريخ والدبابات.
- وتجدر الإشارة إلى أن القنبلة الذرية الأولى التي تم إطلاقها خلال الحرب العالمية الثانية عام 1945 في مدينة “ناغازاكي” باليابان، كانت تحتوي على نظير لعنصر اليورانيوم 235.
تسببت هذه القنبلة في تدمير البنية التحتية ومقتل العديد من الأشخاص، بلغ عددهم عشرات الآلاف، بالإضافة إلى القنبلة الانشطارية التي ألقيت على هيروشيما في نفس العام.
- تستخدم الطاقة النووية في العديد من الأغراض التجارية.
- يتم استخدامه لتقدير عمر المواد من وجهة نظر إشعاعية.
- على سبيل المثال، يمكننا تقدير عمر الصخور النارية باستخدام اليورانيوم 238.
- يتم استخدامه لإنتاج الأسمدة الفوسفاتية.
- يتم استخدامه لتلوين الزجاج، عند تعرضه للضوء الأسود، يضيء باللون الأصفر والأخضر.
الآثار الضارة لليورانيوم
- يصل اليورانيوم إلى الإنسان بكميات محدودة من خلال التنفس أو تناول الخضروات الجذرية مثل الفجل.
- هذه الكميات آمنة نسبيًا ويتم التخلص منها مباشرة من الجسم عن طريق البراز والبول.
- هناك أشخاص يتعرضون لأضرار اليورانيوم، مثل أولئك الذين يعيشون بالقرب من المناجم ومدافن النفايات الخطرة.
- أولئك الذين يعملون في صناعة الفوسفات يمكن أن يصابوا بأمراض الكلى ويكونون أكثر عرضة للإصابة بالسرطان.
في نهاية المقال ناقشنا معلومات مهمة جدا عن عنصر اليورانيوم وتعريف تطوره وأهم طرقه وكذلك نظائره وآثاره الضارة وأهم استخداماته ونأمل أن يكون المقال مرضيا. كل أسئلتك حول اليورانيوم.