تخصيب اليورانيوم

[ماستر مروان]

تخصيب اليورانيوم Uranium enrichment عبارة عن عزل نظائر عناصر كيميائية محددة Isotope separation من عنصر ما لغرض زيادة تركيز نظائر أخرى للحصول على مادة تعتبر مشبعة بالنظير المطلوب على سبيل المثال عزل نظائر معينة من اليورانيوم الطبيعي للحصول على اليورانيوم المخصب واليورانيوم المنضب. وتتم عملية التخصيب على مراحل حيث يتم في كل مرحلة عزل كميات أكبر من النظائر غير المرغوبة حيث يزداد العنصر تخصيبا بعد كل مرحلة لحد الوصول إلى نسبة النقاء المطلوبة.

على سبيل المثال اليورانيوم المخصب عبارة عن يورانيوم تمت زيادة نسبة نظائر اليورانيوم-235 فيه وإزالة النظائر الأخرى. وعملية التخصيب هذه صعبة ومكلفة وتكمن الصعوبة أن النظائر الذي يراد إزالتها من اليورانيوم شبيهة جدا من ناحية الوزن للنظائر الذي يرغب بالإبقاء عليها وتخصيبها ويتم عملية التخصيب باستخدام الحرارة عبر سائل أو غاز لتساهم في عملية عزل النظائر غير المرغوبة وهناك طرق أخرى أكثر تعقيدا كاستعمال الليزر أو الأشعةالكهرومغناطيسية .

اليورانيوم هو المكون الوحيد الذي يمكن أن ينتج طاقة نووية، يحتوي اليورانيوم الطبيعي على ذرات ذات كتلات مختلفة وهي النظائر وتوجد عادة في اليورانيوم 238 واليورانيوم 235. والنسب كما يلي:

(اليورانيوم 238)- 99،3 %
(اليورانيوم 235) -0،7 %
النظائر الأخرى - 0،01%
أثناء تخصيب اليورانيوم الطبيعي لاستخدامه كوقود نووي في المفاعلات أو السلاح النووي ـ يتكون منتج ثانوي ، أطلق عليه اسم ( لليورانيوم المستنفذ ) . وهو ذو قدره إشعاعيه تقدر بـ (40%) من القدرة الاشعاعية لليورانيوم المخصب


1-التخصيب هو عملية فصل اليورانيوم 238 واليورانيوم 235، ويتم بواسطة الطرد المركزي للغاز. حيث يتم تغذية الاسطوانة الدائرة التي تدور على قاعدة يديرها محرك - بغازاليورانيوم هكسا فلورايد - يذهب اليورانيوم في حالته الغازية إلى جهاز الطرد المركزي ويحول من 50-70 ألف دورة في الدقيقة.

2- تتجمع الجزيئات الأكثر ثقلاً من اليورانيوم 238 على جدار الأسطوانة ويهبط وهو اليورانيوم الأقل تخصيباً.

3- تتجمع الجزيئات الأخف من اليورانيوم 225بالقرب من مركز الاسطوانة ويتحرك لأعلى.

4- يتم إرسال اليورانيوم 235 المخصب إلى جهاز ثاني للطرد المركزي، يجري تغذية المرحلة التالية بغاز ثم تخصيبه على نحو طفيف بيورانيوم 235.
5- يتم الدفع بغاز مستنفد على نحو خفيف من اليورانيوم 235 لعمل تغذية راجعة إلى المرحلة السابقة.

[ارخميدس12]

كنت قد كتبت موضوعا في ملف وورد - سأرفعه لاحقا ان شاء الله على mediafire.com- عن تخصيب اليورانيوم و كيف يتم التخصيب - و لكن للإسف ليس كل الموضوع باللغة العربية - و قد ضمنته بعض الصور و التي قد تكون مفيده للشرح:

هنا تجد صور اليورانيوم بأشكاله المختلفة: طبيعي – الكعكة الصفراء – اليورانيوم عالي التخصيب235-U‘ – القنبلة المسماة الطفل الصغير Little Boy والمكونة من 64 كيلو جراما من اليورانيوم عالي التخصيب :%90 ,U-235.. و على الرغم أنها تحتوي على 64 كيلوغراما من اليورانيوم، إلا أن الذي خضع للانشطار النووي هو 0.7 كجم، ومن هذه الكتلة لم يتحول سوى 0.6 جرام إلي الطاقة.

اليورانيوم الطبيعي: يوجد في الصخر متحد مع عناصر أخرى و هو يوجد على هيئتين:

1.Carnotite: K2O.2UO3.V2O5.xH2O
2. Autunite: CaO.2UO3.P2O5.xH2O

الرموز أعلاه ك Ca و O و غيرها تشير إلى الكالسيوم و الاوكسجين .. إلخ .. أما كيفية حساب ال x فهي كالتالي: xUO2.yUO3 ==> x/y =0-2 .. في أمريكا مثلا للحصول على 2-2.5 كيلوجرام من الكعكعة الصفراء U3O8 هذا يتطلب 1000 كيلوجرام من المعدن الخام : 2-2.5 كيلوجرام/1000 خام (من كل خام).. أما في بريطانيا فلكي نخصب يورانيوم - 235 إلى 3% فقط فإننا نحتاج 100,000 kg من الخام.. كما يتواجد اليورانيوم عند 20 كيلومتر من الارض قي بعض المناطق في العالم ككندا و استراليا و النيجر ..






الكعكة الصفراء : U3O8



اليورانيوم: U-235 عالي التخصيب يمكن حمله باليد و ذلك لان العمر النصفي للإنحلال طويل نسبيا:



القنبلة المسماة : Little boy

http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%88%D9%84%D8%AF_%D8% A7%D9%84%D8%B5%D8%BA%D9%8A%D8%B1_(% D9%82%D9%86%D8%A8%D9%84%D8%A9)

Fast Reactors	Water – Cooled Reactor
High % U-235	2 – 4 %U-235‘

و دمتم بود

[قصي التميمي]

شكرا جزيلا ................................... .بحث رائع