اليورانيوم هو أحد العناصر الكيميائية الأساسية على كوكب الأرض. يتم استخدامه في مختلف المجالات. في هذا الموضوع سنتعرف على اليورانيوم وتخصيب اليورانيوم وأهم مراحل تقنياته وشرح مميزاته. اليورانيوم المخصب وكيفية استخراجه.
ما هو اليورانيوم؟
يُعرف اليورانيوم باللغة الإنجليزية باسم اليورانيوم وهو عنصر كيميائي مشع وسام. يتميز بلونه الفضي. إنه معدن ثقيل، صفر رقم اثنان وتسعون. إنه ينتمي إلى الأكتينيدات، التي تحتوي على عناصر ذات أعداد ذرية تتراوح من تسعين إلى مائة وثلاثة.
يعتبر اليورانيوم من أكثر العناصر وفرة في العالم، حيث يبلغ عددها حوالي ثمانية وأربعين عنصرًا، وتجدر الإشارة إلى أن اليورانيوم أكثر وفرة من الفضة.
يبلغ تواجدها في القشرة الأرضية حوالي (2 × 10-3٪) ولا توجد بحرية في الطبيعة، ولكنها توجد في معادن مثل اليورانيت أو البتشبلند واليورانيت والبورورنيت.
يتواجد بطريقة بسيطة في الفوسفات الذي لا تتجاوز نسبته 0.01٪ من مجموع وزنه، وتوجد الخامات الطبيعية في أجزاء مختلفة من العالم، ولكن توجد خامات ثمينة لا توجد إلا في جمهورية الكونغو. . ، على الأراضي الكندية وفي أمريكا.
ما هو تخصيب اليورانيوم؟
تخصيب اليورانيوم هو عملية تحويل المواد الخام الطبيعية إلى مادة قادرة على إنتاج وإنتاج أسلحة مدمرة، أو إنتاج طاقات مختلفة، مع العلم أن هناك نسبًا للتخصيب، وهناك نسبة معينة تحدد الطرق. استخدامه في البرامج النووية.
يعتبر تخصيب اليورانيوم من العمليات المعقدة والمعقدة، حيث يمر بعدة مراحل لزيادة نسب اليورانيوم 235، النظير الذي يقبل الانشطار بخام اليورانيوم، والمعروف بالاختصار التالي: U، بهدف زيادة استخدامه في مناطق مختلفة. لهذا النشاط.
يجب زيادة تركيزه بنسبة 3 إلى 5٪ حتى يكون مفيدًا، ولكن يجب زيادة تركيز اليورانيوم بنسبة 80٪ لاستخدامه في إنتاج الأسلحة النووية.
انظر أيضاً: معنى تخصيب اليورانيوم وأهم تقنياته
تكنولوجيا تخصيب اليورانيوم
هناك طرق عديدة لتخصيب اليورانيوم بتقنيات محددة وفيما يلي تقنيات تخصيب اليورانيوم.
كعكة صفراء
وهي إحدى الأدوات المستخدمة في تخصيب خام اليورانيوم، حيث يتم تحويله من مادة خام إلى غاز سادس فلوريد اليورانيوم، مما يؤدي إلى عملية تحويل المادة الصلبة إلى الغازية.
قسم فولاذي
وفيه يتم دفع ذرات اليورانيوم لتجعل ذرات اليورانيوم 235 تتحرك أسرع من ذرات اليورانيوم 238 لفصلها عن بعضها البعض.
وبتكرار هذه العملية أكثر من 1400 مرة للحصول على اليورانيوم 235، تراوح تركيزه بين 3-5٪ من سادس فلوريد اليورانيوم.
مستويات اليورانيوم المخصب
- يحتوي اليورانيوم عالي التخصيب على عشرين بالمائة من اليورانيوم 235.
- يحتوي اليورانيوم منخفض التخصيب على أقل من عشرين بالمائة من اليورانيوم 235.
- يحتوي اليورانيوم المخصب المحدود على 0.9-2٪ يورانيوم -235.
تخصيب اليورانيوم والطرد المركزي
يعتمد مصنع تخصيب اليورانيوم على عمليات الطرد المركزي، باستخدام أجهزة الطرد المركزي لفصل الاختلافات الصغيرة بين اليورانيوم 235 واليورانيوم 238.
يتم ذلك عن طريق ضخ غاز اليورانيوم في سلسلة من الأنابيب التي تدور بسرعات عالية، والمعروف أنها أسرع من سرعة الصوت.
نتيجة لذلك، يتم دفع 238 ذرة من اليورانيوم الثقيل للخارج، تاركة ذرات اليورانيوم المخصب 235 في الأنابيب، وبتكرار هذه العملية عدة مرات، يمكننا الحصول على اليورانيوم بتركيز أعلى.
اخترنا لكم: 10 ضرر يلحق بالناس من استخراج اليورانيوم المخصب
نظائر اليورانيوم
هم ذراتهم الخاصة التي تحتوي على أعداد مختلفة من النيوترونات، وأبرزها:
أورانوس 238
إنه أحد أكثر النظائر شيوعًا، حيث يمثل حوالي 99٪ من إجمالي اليورانيوم الموجود بشكل طبيعي، وهو أيضًا الأقدم، حيث يبلغ عمر اليورانيوم 238 عند أربعة مليارات ونصف المليار سنة.
اليورانيوم 235
وهو من أندر النظائر الأخرى حيث يمثل 0.7٪ فقط من اليورانيوم الطبيعي ويمكن أن يكون انشطاريًا، ويبلغ عمر اليورانيوم 235 سبعمائة مليون سنة ويستخدم في تشغيل المفاعلات النووية.
اليورانيوم 234
وهو أحد النظائر الموجودة في اليورانيوم الطبيعي، وتبلغ نسبته 1: 18800 مقارنة بنظير اليورانيوم البالغ 238.
يورانيوم 236
ينتج من اليورانيوم ويوجد في الوقود النووي المستهلك.
اليورانيوم 233
إنه اليورانيوم الذي يقبل الانشطار النيوتروني ويستخدم في إنتاج الطاقة.
يورانيوم 232
إنه منتج ثانوي للتفاعلات النووية، ويبلغ عمر هذا النظير حوالي 68 عامًا.
معلومات عامة عن اليورانيوم
تتنوع المعلومات عن أورانوس، ومن أهمها وأبرزها ما يلي:
- عدد البروتونات في نواة اليورانيوم هو اثنان وتسعون بروتونًا، وهو أيضًا رقمه الذري.
- الرمز الكيميائي لليورانيوم هو U.
- الكتلة الذرية لليورانيوم “تعني متوسط كتلته الذرية” 238.02891.
- كثافته 18.95 جم / سم 3.
- درجة انصهارها 2075 درجة فهرنهايت، أي ما يعادل 1135 درجة مئوية.
- تبلغ درجة غليانها 7468 درجة فهرنهايت، أي ما يعادل 4131 درجة.
- يحتوي على حوالي ستة عشر نظيرًا، ثلاثة منها تحدث بشكل طبيعي.
- يوجد في حالته الصلبة في درجة حرارة الغرفة.
- تعرضت العالمة ماري كوري للإشعاع لفترة طويلة مما تسبب في إصابتها بفقر الدم اللاتنسجي الذي يعمل على تقليل عدد خلايا الدم الحمراء، وتوفيت فيما بعد بسببه.
- وتجدر الإشارة إلى أن هذا العالم اكتشف ما يعرف بالبولونيوم والراديوم عام 1934.
- يتأكسد اليورانيوم بسرعة عند تعرضه للهواء.
قد تكون مهتمًا أيضًا بـ: الكيمياء النووية
مزايا اليورانيوم المخصب
تتمثل مزايا استخدام اليورانيوم المخصب في النقاط التالية:
المجال العسكري
يستخدم اليورانيوم المخصب في إنتاج الأسلحة النووية، والتي يمكنها إصابة الهدف بدقة، الأمر الذي يتطلب تدميره، ويمكن أن يصل إلى مسافة تزيد عن 100 كيلومتر.
مخلفات اليورانيوم “شظاياه” تلوث البيئة في المكان الذي استخدم فيه عسكريا ويمكن أن تسبب أمراض خطيرة للإنسان مثل السرطان.
قطاع الطيران
يستخدم اليورانيوم في المثبتات الموجودة في الطائرات لأنه يتميز بوزنه المرتفع.
تشغيل الآلات بكفاءة
تعتبر المنشأة الصناعية التي يتواجد فيها اليورانيوم من المنشآت التي تحتوي على طاقة جيدة وفعالة، باستخدام جرامات بسيطة منها، يمكن لآلات المنشأة أن تعمل لسنوات عديدة، حسب الطاقة النووية الموجودة فيها.
إنتاج الكهرباء
ليس فقط من الضروري استخدام اليورانيوم والطاقة النووية التي يحتويها في الحروب والمعارك، ولكن هناك استخدامات سلمية آمنة للغاية ومفيدة للبشرية.
من بين الاستخدامات الآمنة الأكثر شيوعًا لليورانيوم ما يلي: توليد الكهرباء، وكذلك استخدامها لتحلية مياه البحر، للاستفادة منها، في ظل خطر الجفاف وندرة المياه العذبة في كثير من البلدان.
استخدم لأطول فترة ممكنة
من المعروف أن متوسط عمر اليورانيوم قد يصل إلى 4.8 مليار سنة تقريبًا. باستخدام غراماتها البسيطة، يمكن إضاءة مدينة كبيرة لفترة طويلة جدًا قد تتجاوز مئات السنين. أورانوس هو طاقة متجددة لا تنضب.
طرق استخلاص اليورانيوم
يُستخرج اليورانيوم بعدة طرق، بما في ذلك الطرق التقليدية مثل:
- في التعدين، طريقة الحفرة المفتوحة المستخدمة لخام اليورانيوم بالقرب من سطح الأرض، بشرط أن يكون المنجم 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.
- يتم استخدام طرق أخرى لاستخراج اليورانيوم، وهي طريقة كيميائية يتم استخلاصها عن طريق الترشيح في مكان يعرف باللغة الإنجليزية باسم In-position – Leaching.
وفي نهاية الموضوع وبعد التعرف على اليورانيوم ما هو تخصيب اليورانيوم وماهي تقنيات تخصيب اليورانيوم ومستويات اليورانيوم المخصب وتخصيب اليورانيوم والطرد المركزي.
تعرفنا على نظائر اليورانيوم وأهم المعلومات العامة عنها وفوائدها المختلفة وطرق استخلاصها من باطن الأرض. تحتاج فقط إلى مشاركة هذا الموضوع على جميع الشبكات الاجتماعية.