ما هو اليورانيوم
يُعرف اليورانيوم في اللغة الإنجليزية باسم اليورانيوم ، وهو من العناصر الكيميائية المشعة والسامة ، ويتميز بلونه الأبيض الفضي ، وهو من المعادن الثقيلة ، وعدده الذري اثنان وتسعون ، وهو تنتمي إلى الأكتينيدات وهي تحتوي على عناصر ذات أعداد ذرية تتراوح من تسعين إلى مائة وثلاثة.
يعتبر اليورانيوم من أكثر العناصر وفرة في العالم ، ويبلغ عدده حوالي ثمانية وأربعين عنصرًا ، والجدير بالذكر أن اليورانيوم أكثر وفرة من الفضة.
تبلغ نسبة تواجده في قشرة الأرض تقريبًا (2 × 10-3٪) ، ولا يوجد بحرية في الطبيعة ، ولكنه يوجد ضمن معادن مثل الأورانيت أو البتشبلند ، واليورانينيت والتوربرنيت.
يتواجد بشكل بسيط في الفوسفات ، بنسبة لا تتجاوز 0.01٪ من وزنه الإجمالي ، كما توجد معادنه الطبيعية في مختلف أنحاء العالم ، ولكن توجد معادن باهظة الثمن لا توجد إلا في جمهورية الكونغو. ، في الأراضي الكندية والأمريكتين.
ما هو تخصيب اليورانيوم؟
تخصيب اليورانيوم هو عملية تحويله من مادة خام طبيعية إلى مادة قادرة على إنتاج وتصنيع أسلحة مدمرة ، أو توليد طاقات مختلفة ، مع العلم أن هناك نسبًا لتخصيبه ، وهناك نسبة معينة تعمل على تحديد الأساليب. لاستخدامه في البرامج النووية.
يعتبر تخصيب اليورانيوم من العمليات الصعبة والمعقدة ، حيث يمر بعدة مراحل لزيادة نسب اليورانيوم 235 في النظير الذي يقبل الانشطار في خام اليورانيوم المعروف بالاختصار التالي -U ، بهدف زيادة استخدامه في مختلف أنشطة.
يجب زيادة تركيزه بين 3 و 5٪ في حالة الرغبة في الاستفادة منه ولكن يجب زيادة تركيز اليورانيوم بنسبة 80٪ لتتمكن من استخدامه في صناعة الأسلحة النووية.
تقنيات تخصيب اليورانيوم
هناك طرق عديدة لتخصيب اليورانيوم بتقنيات محددة ، وفيما يلي تقنيات تخصيب اليورانيوم:
كعكة صفراء
وهي إحدى الأدوات المستخدمة في تخصيب اليورانيوم الخام ، حيث يتم تحويله من مادة خام إلى غاز سادس فلوريد اليورانيوم ، مما يؤدي إلى تحويله من مادة صلبة إلى غاز.
حاجز فولاذي
وفيه يتم ضخ ذرات اليورانيوم مما يوفر سرعة حركة ذرات اليورانيوم 235 أكثر من حركة ذرات اليورانيوم 238 لفصلها عن بعضها البعض.
وتكرر هذه العملية أكثر من 1400 مرة من أجل الحصول على اليورانيوم 235 بتركيز يتراوح بين 3 و 5٪ سداسي فلوريد اليورانيوم.
مستويات 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 نسبة تتراوح من 0.9٪ إلى 2٪ من اليورانيوم 235.
تخصيب اليورانيوم والطرد المركزي
يعتمد مصنع تخصيب اليورانيوم على عمليات الطرد المركزي من خلال استغلال أجهزة طرد مركزي خاصة للاختلافات الطفيفة بين اليورانيوم 235 واليورانيوم 238.
يتم ذلك عن طريق ضخ غاز اليورانيوم عبر سلسلة من الأنابيب التي تدور بسرعات عالية ، والمعروف أنها أعلى من سرعة الصوت.
ونتيجة لذلك ، يتم طرد 238 ذرة من اليورانيوم الثقيل ، تاركة ذرات اليورانيوم 235 المخصب في الأنابيب ، وبتكرار هذه العملية عدة مرات ، يمكننا الحصول على اليورانيوم بتركيز أعلى.
نختار لك:
نظائر اليورانيوم
تحتوي ذراته على أعداد مختلفة من النيوترونات ، وأبرزها ما يلي:
اليورانيوم 238
وهو من أكثر النظائر انتشارًا مقارنة بالنظائر الأخرى ، حيث يشكل حوالي 99٪ من إجمالي اليورانيوم الطبيعي ، كما أنه الأقدم في العمر ، حيث يبلغ عمر اليورانيوم 238 أربعة مليارات ونصف المليار سنة.
اليورانيوم 235
العناصر التي قد تعجبك:
بيان حالة مدرس أزهري إلكتروني
أسئلة وأجوبة حول محو الأمية.
الفرق بين الدائن والمدين
وهو الأندر من بين النظائر الأخرى ، حيث يمثل 0.7٪ فقط من اليورانيوم الطبيعي ، كما يمكن انشطاره ، ويبلغ عمر اليورانيوم 235 سبعمائة مليون سنة ، ويستخدم في تشغيل المفاعل النووي.
اليورانيوم 234
وهو أحد النظائر الموجودة في اليورانيوم الطبيعي ، وتبلغ نسبته 18800-1 مقارنة بنظير اليورانيوم 238.
اليورانيوم 236
يتم تصنيعه من اليورانيوم وموجود في الوقود النووي المستهلك.
اليورانيوم 233
إنه اليورانيوم الذي يقبل الانشطار بالنيوترونات ، ويستخدم في إنتاج الطاقة.
يورانيوم 232
إنه نتيجة ثانوية للتفاعلات النووية ، ويبلغ عمر هذا النظير حوالي 68 عامًا.
معلومات عامة عن اليورانيوم
هناك الكثير من المعلومات حول اليورانيوم ، ومن أهم وأبرز هذه المعلومات ما يلي:
- عدد البروتونات في نواة اليورانيوم هو اثنان وتسعون ، وهو أيضًا العدد الذري.
- الرمز الكيميائي لليورانيوم هو U.
- يبلغ الوزن الذري لليورانيوم ، “أي متوسط كتلته الذرية” ، 238.02891.
- كثافته 18.95 جم / سم مكعب.
- نقطة انصهارها هي 2075 درجة فهرنهايت ، أي ما يعادل 1135 درجة مئوية.
- تبلغ درجة غليانها 7468 درجة فهرنهايت ، أي ما يعادل 4131 درجة مئوية.
- يحتوي على حوالي ستة عشر نظيرًا ، منها ثلاثة نظائر طبيعية.
- يوجد في درجة حرارة الغرفة في حالة صلبة.
- تعرضت العالمة ماري كوري للإشعاع لفترة طويلة من الزمن ، مما أدى بها إلى إصابتها بفقر الدم اللاتنسجي ، الذي يعمل على تقليل عدد خلايا الدم الحمراء ، وتوفي لاحقًا بسببه.
- والجدير بالذكر أن هذا العالم اكتشف ما يعرف بالبولونيوم والراديوم عام 1934 م.
- يتأكسد اليورانيوم بسرعة عند تعرضه للهواء.
قد يثير اهتمامك:
فوائد اليورانيوم المخصب
استخدامات اليورانيوم المخصب من فوائده والتي تتمثل في النقاط التالية:
المجال العسكري
يستخدم اليورانيوم المخصب في صناعة الأسلحة النووية القادرة على إصابة الهدف المراد تدميره بدقة ويمكن أن تصل إلى مسافة تزيد عن 100 كيلومتر.
إضافة إلى ذلك ، فإن “شظايا” نفايات اليورانيوم تعمل على تلوث البيئة في المكان الذي تم استخدامه فيه عسكريًا ، ويمكن أن تسبب أمراضًا خطيرة مثل السرطان لدى البشر.
مطار
يستخدم اليورانيوم عن طريق وضعه في أجهزة التوازن الموجودة في الطائرات ، لما يتميز به من وزن ثقيل.
تشغيل الآلات بكفاءة
تعتبر المنشأة الصناعية التي يوجد فيها اليورانيوم من المنشآت التي تحتوي على طاقة جيدة وفعالة ، وباستخدام جرامات بسيطة من هذا يمكن تشغيل آلات المنشأة لسنوات عديدة ، اعتمادًا على الطاقة النووية الموجودة فيها.
توليد الكهرباء
ليس من الضروري استخدام اليورانيوم والطاقة النووية الموجودة فيه فقط في الحروب والمعارك ، ولكن هناك استخدامات سلمية آمنة للغاية ومفيدة للبشرية.
من بين أهم الاستخدامات الآمنة لليورانيوم ؛ توليد الطاقة الكهربائية ، وكذلك استخدامها في تحلية مياه البحر ، للاستفادة منها في ظل تعرض العديد من الدول لخطر الجفاف ونقص المياه العذبة.
استخدم لأطول فترة ممكنة
من المعروف أن متوسط عمر اليورانيوم قد يصل إلى 4.8 مليار سنة تقريبًا. باستخدام الغرامات البسيطة ، يمكن إضاءة مدينة كبيرة لفترة طويلة جدًا قد تتجاوز مئات السنين. اليورانيوم طاقة متجددة لا تنضب.
طرق استخلاص اليورانيوم.
يُستخرج اليورانيوم بعدة طرق ، بما في ذلك الطرق التقليدية مثل:
- تتمثل الطريقة في التعدين المكشوف ، والتي تستخدم في حالة اقتراب خام اليورانيوم من سطح الكرة الأرضية ، طالما أن عمقه أقل من أربعمائة قدم تحت الأرض.
- يتم استخدام الطريقة الممثلة في التعدين الأرضي ، والمعروفة باللغة الإنجليزية باسم التعدين تحت الأرض ، عندما يكون خام اليورانيوم موجودًا في طبقات عميقة جدًا من سطح الأرض.
- هناك طرق أخرى تستخدم لاستخراج اليورانيوم وهي الطريقة الكيميائية التي يتم استخلاصها عن طريق الترشيح في الموقع والمعروفة باللغة الإنجليزية باسم In-position – Leaching.