كيف يتم استخلاص اليورانيوم هو محور مناقشتنا اليوم، إذا كنت مهتمًا بالعلوم، فسنخبرك أن اليورانيوم (بالإنجليزية: اليورانيوم) عنصر كيميائي مشع وفي نفس الوقت سام.
لونه أبيض يميل إلى الفضة ويعتبر معدن ثقيل برقم ذري 92، وهنا سنتعرف على كيفية تعدينه، فاتبع المقال معنا على موقع جديد اليوم.
كيف يتم استخلاص اليورانيوم؟
اليورانيوم هو أحد العناصر المشعة التي تقلق العلماء. هذا عنصر كبير وخطير. فيما يلي بعض التفاصيل عنه:
- ينتمي اليورانيوم إلى سلسلة الأكتينيدات التي تضم عناصر ذات أعداد ذرية من (90-103).
- اليورانيوم هو أحد العناصر الـ 48 التي يتم توزيعها على نطاق واسع في العالم.
- اليورانيوم أكثر وفرة من الفضة بأربعين مرة.
- تقدر حصة اليورانيوم في القشرة الأرضية بحوالي (2 × 10-3٪).
- لا يوجد اليورانيوم في الطبيعة بشكله الحر، ولكنه موجود في المعادن.
تعدين اليورانيوم في حفرة مكشوفة
التعدين المكشوف هو أحد الأساليب التقليدية لتعدين اليورانيوم، حيث:
- إذا تم العثور على خام اليورانيوم بالقرب من سطح الأرض وعلى عمق أقل من 400 قدم، أي ما يعادل 121.92 مترًا، حيث يصبح تركيزه هنا أقل من 0.5٪ من الخام، فيمكن استخراجه.
- يتم ذلك عن طريق إزالة التربة والصخور من الركاز، وهذا هو المكان الذي تنكشف فيه الصخور الصلبة.
- بعد ذلك، يتم حفر حفرة للوصول إلى اليورانيوم.
- يُستخرج اليورانيوم في جدران الحفرة في سلسلة من الطبقات الأفقية تسمى المدرجات، مما يمنعها من الانهيار.
- يتم حفر ثقوب في الصخور ويتم وضع المتفجرات فيها لكسر الصخور الضخمة التي تحتوي على خام.
- يجب إحضار الصخور المكسورة والمكسرة إلى السطح بمساعدة شاحنات كبيرة يمكنها نقل 200 طن من المواد دفعة واحدة.
شاهدي أيضاً: ما هو تخصيب اليورانيوم وأهم مراحله وطرقه؟
تعدين اليورانيوم تحت الأرض
يُستخدم التعدين تحت الأرض عندما يوجد اليورانيوم في طبقات عميقة جدًا حيث:
- يتم الحصول على تركيزات عالية منه.
- لا يمكن الحصول على مثل هذا التركيز من اليورانيوم من المحاجر.
- يتم استخراج الخام ثم تفجيره لاستخراج الحطام.
- يتم جلب الحطام المستخرج إلى السطح.
ماذا يحدث بعد عملية التعدين؟
بغض النظر عما إذا كان المنجم حفرة مكشوفة أو تحت الأرض، يحدث ما يلي:
- اطحن الخام حتى يصبح مسحوقًا ناعمًا في مطحنة اليورانيوم.
- يتم معالجته بحمض قوي.
- يساعد هذا العلاج على فصل حوالي 90٪ من اليورانيوم عن الصخور المحيطة به.
- هنا نصل إلى مرحلة التجفيف حيث يجف ونحصل على مسحوق بني مصفر يسمى الكعكة الصفراء
- يحتوي هذا المسحوق على 80٪ يورانيوم.
كيف يتم استخلاص اليورانيوم بالطرق الكيميائية؟
تسمى الطريقة الكيميائية لاستخراج اليورانيوم بالنض في الموقع، حيث:
- تختلف هذه الطريقة عن طرق تعدين اليورانيوم التقليدية، حيث يتم إجراء عملية كيميائية في قشرة الأرض في موقع التعدين لفصلها عن الصخور المحيطة.
- يتم حفر ثقوب في الصخور الخام في أماكن رواسب اليورانيوم.
- بعد ذلك يتم إدخال محلول كيميائي يكسر الروابط بين اليورانيوم والصخور ويربط ذراتها.
- بعد اكتمال عملية الحقن، يتم ضخ المحلول الكيميائي المحمل به إلى السطح من خلال فتحة أخرى.
كيف يتم استخلاص اليورانيوم من الفوسفات؟
قد لا تكون هذه المعلومات معروفة للكثيرين والتي تتمثل في إمكانية استخلاص عنصر اليورانيوم من الفوسفات على النحو التالي:
- أولاً، يتم سحق خام اليورانيوم إلى قطع صغيرة.
- يتم تجميع هذه الأجزاء بطريقة تسمى الطفو.
- بهذه الطريقة يتم استخدام حمض الفوليك، وتتم عملية التحميض في الهواء حتى يتحول إلى أكاسيد.
ما هو اليورانيوم المخصب؟
بالطبع كثيرا ما نسمع مصطلح اليورانيوم المخصب، وهو مرتبط في أذهاننا بإنتاج وتصنيع أسلحة نووية خطيرة، فلنكتشف معنى هذا المصطلح على النحو التالي:
- التخصيب هو عملية فصل اليورانيوم 238 واليورانيوم 23.
- تتم هذه العملية عن طريق الطرد المركزي لغاز اليورانيوم.
- هنا، يتم تغذية القاعدة بأسطوانة دوارة (طرد مركزي) تدور بسرعة عالية، والتي يتم تشغيلها بواسطة محرك غاز (سداسي فلوريد اليورانيوم).
إقرأ أيضاً: ما هو تخصيب اليورانيوم؟
ما هو اليورانيوم المخصب المستخدم؟
يستخدم اليورانيوم المخصب في مجالين هما:
- عسكري، حيث يستخدم اليورانيوم المخصب بين 20٪ و 90٪ لصنع أسلحة نووية مثل الرؤوس الحربية والقنابل النووية.
- كما أن لليورانيوم المخصب استخدامات سلمية، حيث يستخدم اليورانيوم المخصب -235، الذي له قدرة انشطارية بنسبة 3٪ إلى 5٪، في إنتاج وقود المفاعلات النووية، الذي ينتج الطاقة.
خصائص وخصائص اليورانيوم
فيما يلي بعض خصائص وخصائص اليورانيوم:
- في الظروف العادية، يعتبر اليورانيوم معدنًا صلبًا فضيًا، لكنه مرن (أي أنه مرن).
- إنه مكون قابل للسحب (بمعنى أنه يمكن تمديده إلى سلك طويل).
- اليورانيوم معدن كثيف جدًا وثقيل.
- يعتبر عنصرًا مشعًا ويتفاعل مع معظم العناصر غير المعدنية.
- (اليورانيوم 235) هو النظير الانشطاري الوحيد الذي يمكن الحصول عليه من الطبيعة.
- نعني بالانشطار أنه يمكن أن يسبب تفاعلًا متسلسلًا للانشطار النووي).
- هذه الخاصية مهمة جدا في المفاعلات النووية والمتفجرات النووية.
انظر هنا: ما المقصود بتخصيب اليورانيوم؟
وكان هذا هو الجواب على سؤالنا حول كيفية استخلاص اليورانيوم، وعرفنا معًا الطرق المختلفة التي يستخدمها العلماء لاستخراجها، سواء كانت طرقًا تقليدية أو طرقًا كيميائية.
طبعا اليورانيوم يعالج بحذر شديد لأنه من أخطر العناصر في الطبيعة.