تخصيب اليورانيوم
تخصيب اليورانيوم
إقتباس وتصرف
بكلمات بسيطة، يمكن تعريف عملية تخصيب اليورانيوم على النحو التالي:-
هي فصل نظائر عنصر اليورانيوم U 238 لغرض زيادة تركيز نظيره اليورانيوم 235 U، للحصول على مادة تعتبر مشبعة بالنظير الاكثر نشاط وهو اليورانيوم المطلوب U 235. وعليه فيتم عزل نظائر اليورانيوم الطبيعي U 238 التي يمكّن الحصول منها على اليورانيوم المخصب الذي يحتوي على تركيز اعلى من اليورانيوم U 235 واليورانيوم المنضب الذي يحتوي على اقل من 0.7% من اليورانيوم. وتتم عملية التخصيب على مراحل، في كل مرحلة يتم عملية عزل وفصل كميات أكبر من النظائر غير المرغوبة مثل U 238 عن النظائر المرغوبة U 235 لنفس العنصر، حيث يزداد العنصر المرغوب به تخصيبا بعد كل مرحلة بهدف الوصول إلى نسبة النقاء المطلوبة.
★ مثال:-
وعلى سبيل المثال، يمكن القول، بأن اليورانيوم المخصب عبارة عن يورانيوم تمت زيادة نسبة نظير اليورانيوم-235 فيه وإزالة النظائر الأخرى. وعملية التخصيب هذه صعبة ومكلفة وتكمن الصعوبة في أن النظائر الذي يراد إزالتها من اليورانيوم شبيهة جدا ببعضها البعض من ناحية الوزن الذري للنظائر الذي يرغب بالإبقاء عليها وتخصيبها ويتم عملية التخصيب باستخدام الحرارة عبر سائل أو غاز لتساهم في عملية عزل النظائر غير المرغوبة عن المرغوبه، وهناك طرق أخرى أكثر تعقيدا لهذه التقنيات مثل استعمال الليزر أو الأشعة الكهرومغناطيسية.
مقدمة:-
يعتبر عنصر اليورانيوم المتوفر في الطبيعة هو اليورانيوم 238 ولونه أزرق غامق وهو الاكثر توفرا، اما عنصر اليورانيوم النظير له فهو الاقل توفرا بصورة طبيعية وهو اليورانيوم 235 ولونه أزرق فاتح.
يكاد يكون عنصر اليورانيوم بأنه العنصر الوحيد الطبيعي الذي يمكن أن ينتج طاقة نووية (إلى جانب عنصر الثوريوم) ، ويحتوي اليورانيوم الطبيعي على ذرات ذات كتل مختلفة بسبب اختلاف عدد النيوترونات التي تسمى بالنظائر، وتتكون أغلبها من العنصرين اليورانيوم-238 Uو اليورانيوم-235 U . والنسب الموجودة طبيعيا كما يلي:
(اليورانيوم %U 238): 99.3)
(اليورانيوم % U 235 ) :0.7)
وحيث أن نسبة اليورانيوم-235 تقدر بحوالي 0.7%، فيمكن اجراء عملية تخصيب خفيفة، تتضمن رفع هذه النسبة بحيث يتم زيادة نسبة اليورانيوم-235 بنسبة قدرها 0.9 % إلى 2% أو أكثر من ذلك، الى ان تصل الى نسبة اكثر من 90 %.
ويتميز عنصر اليورانيوم-235 بأنه عنصر قابل للانشطار مع قدرته الفائقة على انتاج طاقة كبيرة جدا. وعليه فإن زيادة نسبة اليورانيوم 235 لحوالي 5% تسمح بتشغيل المفاعلات النووية المستخدمة لإنتاج الطاقة الكهربائية.
كما قد ترفع نسبة اليورانيوم-235 إلى 20% (أي يكون تكوين المنتج 20% يورانيوم-235 ونحو 80%يورانيوم-238 ) ، ويستخدم هذا المنتج في تشغيل مفاعل أبحاث صغير، ولإنتاج النظائر المشعة التي تستخدم في الطب وأحيانا في الصناعة حيث تصدر أشعة ذات نفاذية عالية، كما تصلح تلك النسبة لإنتاج عنصر بلوتونيوم-239 القابل للانشطار مثل عنصر اليورانيوم-235.
اما صناعة الأسلحة النووية فيتطلب صناعتها نسبة من اليورانيوم-235 تصل الى نحو 90%، أو كما هو كذلك بزيادة عنصر البلوتونيوم-239 (أثناء تخصيب اليورانيوم الطبيعي لاستخدامه كوقود نووي في المفاعلات النووية أو السلاح النووي ـ ومن الجدير بالذكر بان يتكون منتج ثانوي، تكون نسبة اليورانيوم-235 فيه أقل من 0.7% ، ويطلق على هذا المنتج اسم "اليورانيوم المنضب او المستنفذ ").
عملية التخصيب:-
يورانيوم هكسا فلوريد UF6 (أصفر اللون).
1-التخصيب، هي عملية فصل اليورانيوم 238 عن اليورانيوم 235، ويتم ذلك بواسطة اجهزة الطرد المركزي لغاز اليورانيوم. حيث يتم تغذية الاسطوانة الدوارة (الطرد المركزي) -التي تدور بسرعة كبيرة على قاعدة يديرها محرك - بغاز سادس فلوريد اليورانيوم (يورانيوم هكسا فلوريد UF6)، حيث يذهب اليورانيوم في حالته الغازية إلى جهاز الطرد المركزي ويعرض لسرعة دوران "centrifugal force" تدور بسرعة فائقة من 50 - 70 ألف دورة في الدقيقة الواحدة.
2- تتجمع على اثرها، الجزيئات الأكثر ثقلاً من اليورانيوم-238 على جدار الأسطوانة ويهبط, وهو اليورانيوم الأقل تخصيباً.
3- تتجمع الجزيئات الأخف من اليورانيوم-235 بالقرب من مركز الاسطوانة ويتحرك لأعلى.
4- يتم سحب اليورانيوم-235 المخصب من الأسطوانة الأولى وترسل إلى أسطوانة ثانية للطرد المركزي، بذلك ترتفع نسبة تخصيب اليورانيوم بعد مرور الغاز على عدة أسطوانات طرد مركزي.
استخدام اليورانيوم المخصب حسب نسب التخصيب:-
يستخدم اليورانيوم المخصب تخصيباً عالياً مثل 90% يورانيوم-235 في صناعة القنابل النووية. اما اليورانيوم الذي يستخدم كوقود في المفاعلات النووية فيكفيه نسبة تخصيب نحو 3.5 % من اليورانيوم-235. ويستخدم المفاعل كمية من اليورانيوم قدرها بين 40 طن إلى 100 طن (من سبيكة يورانيوم-238 و يورانيوم-235) حسب قدرة المفاعل النووي المراد بناءه.
الأسلحة النووية:-
خلال فترة عام يمكن لعدد 1500 من أجهزة الطرد المركزي أن تنتج كمية كافية من اليورانيوم عالي التخصيب لإنتاج قنبلة نووية واحدة، في حالة الأسلحة النووية يكون مستوى اليورانيوم-235 فوق 90% مقارنة بنسبة اليورانيوم-238 ، وبذلك تكون كمية أنوية ذرات اليورانيوم 235 قابلاً للإنشطار بعدد كافي لإنتاج الإنفجار النووي .
يوجد عنصر يصنع صناعياً ولاوجود له في الطبيعة قابل للإنشطار مثل اليورانيوم-235 ، وهذا العنصر هو البلوتونيوم-239، ويمكن تصنيعه في مفاعل صغير يعمل باليورانيوم المخصب بنسبة 20%، في مثل هذا المفاعل يتكون المفاعل من قضبان متراصة من سبيكة يورانيوم بنسبة 80% يورانيوم -238 و 20% يورانيوم-235 ، ويستخدم ماء ثقيل لتهدئة النيوترونات والتبريد (يتميز الماء الثقيل بضعف امتصاصه للنيوترونات )، عندما يعمل المفاعل تنتج من انشطار اليورانيوم-235 أعداداً هائلة من النيوترونات، فتمتص ذرة اليورانيوم-238 نيوتروناً وتتحول إلى يورانيوم-239 وهذا يتحول بسرعة إلى بلوتونيوم-239.
يمكن عندئذ فصل البلوتونيوم-239 عن اليورانيوم بواسطة عملية كيميائية سهلة ، وتصنيع قنابل نووية من البلوتونيوم-239 النقي، الكمية المطلوبة منه نحو 6 كيلوجرام.
المصادر والمراجع،
1. اليورانيوم من الموسوعة العربية العالمية
2. تخصيب اليورانيوم؟، الجزيرة نت، 30 نوفمبر 2009
3. مصادر باللغة الإنجليزية متخخصة بتخصيب اليورانيوم
تخصيب اليورانيوم
إقتباس وتصرف
بكلمات بسيطة، يمكن تعريف عملية تخصيب اليورانيوم على النحو التالي:-
هي فصل نظائر عنصر اليورانيوم U 238 لغرض زيادة تركيز نظيره اليورانيوم 235 U، للحصول على مادة تعتبر مشبعة بالنظير الاكثر نشاط وهو اليورانيوم المطلوب U 235. وعليه فيتم عزل نظائر اليورانيوم الطبيعي U 238 التي يمكّن الحصول منها على اليورانيوم المخصب الذي يحتوي على تركيز اعلى من اليورانيوم U 235 واليورانيوم المنضب الذي يحتوي على اقل من 0.7% من اليورانيوم. وتتم عملية التخصيب على مراحل، في كل مرحلة يتم عملية عزل وفصل كميات أكبر من النظائر غير المرغوبة مثل U 238 عن النظائر المرغوبة U 235 لنفس العنصر، حيث يزداد العنصر المرغوب به تخصيبا بعد كل مرحلة بهدف الوصول إلى نسبة النقاء المطلوبة.
★ مثال:-
وعلى سبيل المثال، يمكن القول، بأن اليورانيوم المخصب عبارة عن يورانيوم تمت زيادة نسبة نظير اليورانيوم-235 فيه وإزالة النظائر الأخرى. وعملية التخصيب هذه صعبة ومكلفة وتكمن الصعوبة في أن النظائر الذي يراد إزالتها من اليورانيوم شبيهة جدا ببعضها البعض من ناحية الوزن الذري للنظائر الذي يرغب بالإبقاء عليها وتخصيبها ويتم عملية التخصيب باستخدام الحرارة عبر سائل أو غاز لتساهم في عملية عزل النظائر غير المرغوبة عن المرغوبه، وهناك طرق أخرى أكثر تعقيدا لهذه التقنيات مثل استعمال الليزر أو الأشعة الكهرومغناطيسية.
مقدمة:-
يعتبر عنصر اليورانيوم المتوفر في الطبيعة هو اليورانيوم 238 ولونه أزرق غامق وهو الاكثر توفرا، اما عنصر اليورانيوم النظير له فهو الاقل توفرا بصورة طبيعية وهو اليورانيوم 235 ولونه أزرق فاتح.
يكاد يكون عنصر اليورانيوم بأنه العنصر الوحيد الطبيعي الذي يمكن أن ينتج طاقة نووية (إلى جانب عنصر الثوريوم) ، ويحتوي اليورانيوم الطبيعي على ذرات ذات كتل مختلفة بسبب اختلاف عدد النيوترونات التي تسمى بالنظائر، وتتكون أغلبها من العنصرين اليورانيوم-238 Uو اليورانيوم-235 U . والنسب الموجودة طبيعيا كما يلي:
(اليورانيوم %U 238): 99.3)
(اليورانيوم % U 235 ) :0.7)
وحيث أن نسبة اليورانيوم-235 تقدر بحوالي 0.7%، فيمكن اجراء عملية تخصيب خفيفة، تتضمن رفع هذه النسبة بحيث يتم زيادة نسبة اليورانيوم-235 بنسبة قدرها 0.9 % إلى 2% أو أكثر من ذلك، الى ان تصل الى نسبة اكثر من 90 %.
ويتميز عنصر اليورانيوم-235 بأنه عنصر قابل للانشطار مع قدرته الفائقة على انتاج طاقة كبيرة جدا. وعليه فإن زيادة نسبة اليورانيوم 235 لحوالي 5% تسمح بتشغيل المفاعلات النووية المستخدمة لإنتاج الطاقة الكهربائية.
كما قد ترفع نسبة اليورانيوم-235 إلى 20% (أي يكون تكوين المنتج 20% يورانيوم-235 ونحو 80%يورانيوم-238 ) ، ويستخدم هذا المنتج في تشغيل مفاعل أبحاث صغير، ولإنتاج النظائر المشعة التي تستخدم في الطب وأحيانا في الصناعة حيث تصدر أشعة ذات نفاذية عالية، كما تصلح تلك النسبة لإنتاج عنصر بلوتونيوم-239 القابل للانشطار مثل عنصر اليورانيوم-235.
اما صناعة الأسلحة النووية فيتطلب صناعتها نسبة من اليورانيوم-235 تصل الى نحو 90%، أو كما هو كذلك بزيادة عنصر البلوتونيوم-239 (أثناء تخصيب اليورانيوم الطبيعي لاستخدامه كوقود نووي في المفاعلات النووية أو السلاح النووي ـ ومن الجدير بالذكر بان يتكون منتج ثانوي، تكون نسبة اليورانيوم-235 فيه أقل من 0.7% ، ويطلق على هذا المنتج اسم "اليورانيوم المنضب او المستنفذ ").
عملية التخصيب:-
يورانيوم هكسا فلوريد UF6 (أصفر اللون).
1-التخصيب، هي عملية فصل اليورانيوم 238 عن اليورانيوم 235، ويتم ذلك بواسطة اجهزة الطرد المركزي لغاز اليورانيوم. حيث يتم تغذية الاسطوانة الدوارة (الطرد المركزي) -التي تدور بسرعة كبيرة على قاعدة يديرها محرك - بغاز سادس فلوريد اليورانيوم (يورانيوم هكسا فلوريد UF6)، حيث يذهب اليورانيوم في حالته الغازية إلى جهاز الطرد المركزي ويعرض لسرعة دوران "centrifugal force" تدور بسرعة فائقة من 50 - 70 ألف دورة في الدقيقة الواحدة.
2- تتجمع على اثرها، الجزيئات الأكثر ثقلاً من اليورانيوم-238 على جدار الأسطوانة ويهبط, وهو اليورانيوم الأقل تخصيباً.
3- تتجمع الجزيئات الأخف من اليورانيوم-235 بالقرب من مركز الاسطوانة ويتحرك لأعلى.
4- يتم سحب اليورانيوم-235 المخصب من الأسطوانة الأولى وترسل إلى أسطوانة ثانية للطرد المركزي، بذلك ترتفع نسبة تخصيب اليورانيوم بعد مرور الغاز على عدة أسطوانات طرد مركزي.
استخدام اليورانيوم المخصب حسب نسب التخصيب:-
يستخدم اليورانيوم المخصب تخصيباً عالياً مثل 90% يورانيوم-235 في صناعة القنابل النووية. اما اليورانيوم الذي يستخدم كوقود في المفاعلات النووية فيكفيه نسبة تخصيب نحو 3.5 % من اليورانيوم-235. ويستخدم المفاعل كمية من اليورانيوم قدرها بين 40 طن إلى 100 طن (من سبيكة يورانيوم-238 و يورانيوم-235) حسب قدرة المفاعل النووي المراد بناءه.
الأسلحة النووية:-
خلال فترة عام يمكن لعدد 1500 من أجهزة الطرد المركزي أن تنتج كمية كافية من اليورانيوم عالي التخصيب لإنتاج قنبلة نووية واحدة، في حالة الأسلحة النووية يكون مستوى اليورانيوم-235 فوق 90% مقارنة بنسبة اليورانيوم-238 ، وبذلك تكون كمية أنوية ذرات اليورانيوم 235 قابلاً للإنشطار بعدد كافي لإنتاج الإنفجار النووي .
يوجد عنصر يصنع صناعياً ولاوجود له في الطبيعة قابل للإنشطار مثل اليورانيوم-235 ، وهذا العنصر هو البلوتونيوم-239، ويمكن تصنيعه في مفاعل صغير يعمل باليورانيوم المخصب بنسبة 20%، في مثل هذا المفاعل يتكون المفاعل من قضبان متراصة من سبيكة يورانيوم بنسبة 80% يورانيوم -238 و 20% يورانيوم-235 ، ويستخدم ماء ثقيل لتهدئة النيوترونات والتبريد (يتميز الماء الثقيل بضعف امتصاصه للنيوترونات )، عندما يعمل المفاعل تنتج من انشطار اليورانيوم-235 أعداداً هائلة من النيوترونات، فتمتص ذرة اليورانيوم-238 نيوتروناً وتتحول إلى يورانيوم-239 وهذا يتحول بسرعة إلى بلوتونيوم-239.
يمكن عندئذ فصل البلوتونيوم-239 عن اليورانيوم بواسطة عملية كيميائية سهلة ، وتصنيع قنابل نووية من البلوتونيوم-239 النقي، الكمية المطلوبة منه نحو 6 كيلوجرام.
المصادر والمراجع،
1. اليورانيوم من الموسوعة العربية العالمية
2. تخصيب اليورانيوم؟، الجزيرة نت، 30 نوفمبر 2009
3. مصادر باللغة الإنجليزية متخخصة بتخصيب اليورانيوم
تعليقات القراء
أكتب تعليقا
الرد على تعليق |
تنويه :
تتم مراجعة كافة التعليقات ،وتنشر في حال الموافقة عليها فقط.
ويحتفظ موقع وكالة جراسا الاخبارية بحق حذف أي تعليق في أي وقت ،ولأي سبب كان،ولن ينشر أي تعليق يتضمن اساءة أوخروجا عن الموضوع المطروح ،او ان يتضمن اسماء اية شخصيات او يتناول اثارة للنعرات الطائفية والمذهبية او العنصرية آملين التقيد بمستوى راقي بالتعليقات حيث انها تعبر عن مدى تقدم وثقافة زوار موقع وكالة جراسا الاخبارية علما ان التعليقات تعبر عن أصحابها فقط ولا تعبر عن رأي الموقع والقائمين عليه. - يمكنك تسجيل اسمك المستعار الخاص بك لإستخدامه في تعليقاتك داخل الموقع |
|
| الاسم : | |
| البريد الالكتروني : | |
| التعليق : | |