أهمية تخصيب اليورانيوم وأهم طرقه يعتبر اليورانيوم عنصرًا ثقيلًا موجودًا في الطبيعة وهو موجود في الجدول الدوري لمندليف بالدرجة السابعة. اليورانيوم عضو في مجموعة الأكتينيد بفضل اكتشاف مارتن للعنصر. كلابروث، كيميائي ألماني، عام 1789 من عصرنا.
خلال تجاربه مع اليورانيوم يتميز اليورانيوم بصلابته وكثافته ووزنه وليونته، وفي هذا المقال نتعرف على اليورانيوم وتخصيبه وأهم التقنيات.
تخصيب اليورانيوم
- إنها عملية يتم فيها تحويل اليورانيوم الخام الموجود في الطبيعة إلى مادة قابلة للاستخدام لإنتاج الطاقة أو استخدامها كسلاح فتاك. وتجدر الإشارة إلى أن التخصيب في حد ذاته لا يعتبر عاملاً حاسماً في عملية تحديد استخدام البرامج النووية.
- بل يتحدد بنسبة التخصيب، ويمكننا أن نعرف أن التخصيب عملية معقدة للغاية تتم على مراحل، والغرض منها زيادة نسبة اليورانيوم 235.
- وهو نظير انشطاري لليورانيوم الخام يرمز له بالحرف اللاتيني U والهدف منه جعله مناسبا للاستخدام في أغراض مختلفة مما يتطلب زيادة تركيز اليورانيوم 235 بين 3٪ و 5٪ وهو كذلك ضروري لزيادة عامل التركيز إلى مستوى يتجاوز 80٪، وهو ما يعرف بالنقاء المثالي لسلاح نووي.
مستويات تخصيب اليورانيوم
- اليورانيوم عالي التخصيب بعشرين بالمائة من عنصر اليورانيوم 235.
- يحتوي اليورانيوم منخفض التخصيب على أقل من عشرين بالمائة من عنصر اليورانيوم 235.
- وتقتصر خصوبة اليورانيوم على تسعة إلى اثنين بالمائة من عنصر اليورانيوم 235.
أنظر أيضا: 10 عواقب وخيمة لتعدين اليورانيوم المخصب على البشر
الطرق المستخدمة في تخصيب اليورانيوم
كعكة صفراء
- تقنية تستخدم لتحويل اليورانيوم غير المعالج إلى غاز سادس فلوريد اليورانيوم (UF6)، وبالتالي تحويل اليورانيوم من مادة صلبة إلى غاز.
حاجز فولاذي
- في هذه المرحلة يتم ضخ ذرات اليورانيوم فيها لأن ذرات اليورانيوم 235 تتحرك أسرع من ذرات اليورانيوم 238، وتجدر الإشارة إلى أن عملية الانشطار يجب أن تتكرر أكثر من 1400 مرة لإنتاج اليورانيوم 235 بتركيز 3 في المائة إلى خمسة بالمائة من غاز سادس فلوريد اليورانيوم
أجهزة الطرد المركزي
- تستخدم محطات التخصيب فكرة الطرد المركزي لأن أجهزة الطرد المركزي تستخدم الفرق الصغير بين نظير اليورانيوم 238 ونظيره الآخر 235، ويتم ذلك عن طريق ضخ اليورانيوم في شكله الغازي إلى أسطوانات، وتدور هذه الأسطوانات بسرعة تفوق سرعة الصوت.
- حيث يتم دفع الذرات الأثقل للخارج، أي. إلى اليورانيوم 238، وتبقى الذرات الأخف في الأسطوانة، أي من اليورانيوم 235 المخصب، وتجدر الإشارة إلى أن هذه العملية يجب أن تتكرر عدة مرات للحصول على أعلى تركيز. اليورانيوم.
اكتشاف اليورانيوم
- بعد أن اكتشف العالم الألماني مارتن كلابروث عنصر اليورانيوم في عام 1789، أطلق عليه اسم اليورانيوم نسبة إلى كوكب أورانوس، ولكن تبين فيما بعد أن المادة المكتشفة هي أكسيد اليورانيوم، وليس اليورانيوم النقي، والكلور والبوتاسيوم.
- اكتشف العالم الفرنسي “هنري بيكريل” ظاهرة تسمى النشاط الإشعاعي في عنصر اليورانيوم عام 1869، وحدثت بالصدفة عندما كان يدرس تأثير أملاح اليورانيوم على الضوء.
- شارك بيير كوري وهنري بيكريل وماري كوري في جائزة نوبل عام 1903 عن هذا الاكتشاف، وفي نفس العام لاحظ منديليف شيئًا مهمًا، ألا وهو أن اليورانيوم كان أثقل عنصر تم اكتشافه في ذلك الوقت.
- اكتشف العالم فريتز ستراسمان والعالم أوتو هان أن قصف اليورانيوم بما يسمى بالنيوترونات يقسمه إلى جزأين متساويين تقريبًا، وهي عملية تسمى الانشطار النووي، حيث يتم إنتاج الحرارة على نطاق واسع من كميات صغيرة جدًا من اليورانيوم.
قد تكون مهتمًا أيضًا بـ: الكيمياء النووية
معلومات عامة عن عنصر اليورانيوم
- العدد الذري لليورانيوم، أو عدد البروتونات في نواته، اثنان وتسعون، ورمزه الكيميائي هو الحرف U.
- كتلته الذرية، أي متوسط كتلة ذرة اليورانيوم، هي 238.02891، وكثافتها 18.95 جرام / سم مكعب.
- درجة انصهار اليورانيوم 2.075 درجة فهرنهايت أي ما يعادل 1.135 درجة مئوية.
- تبلغ درجة غليانها 7.468 فهرنهايت، أي ما يعادل 4.131 درجة مئوية.
- عدد نظائر عنصر اليورانيوم ستة عشر، منها 3 موجودة في الطبيعة.
- يوجد اليورانيوم في درجة حرارة الغرفة في حالة صلبة.
- توفيت عالمة تُدعى “ماري كوري” عملت على عنصر اليورانيوم واكتشفت الراديوم وكذلك البولونيوم عام 1934 نتيجة إصابتها بفقر الدم اللاتنسجي مما يعني انخفاض عدد خلايا الدم الحمراء وهذا مرتبط بالتعرض. للعالم لفترة طويلة.
- يتأكسد اليورانيوم بسرعة كبيرة عند تعرضه للهواء.
- اليورانيوم المخصب هو نوع من اليورانيوم حيث تتراوح نسبة اليورانيوم -235 من -0.5 إلى 0.3، مقابل النسبة الطبيعية 0.7٪، ويمكن زيادة النسبة بفصل نظائره أو بالانشطار المركزي.
- ما يتبقى بعد عملية تخصيب اليورانيوم يعرف باليورانيوم المنضب.
- يحتوي على نسبة إشعاع أقل من اليورانيوم الطبيعي، أي ما يعادل 40٪
- إنها تشكل خطرا جسيما إذا تم استنشاقها أو ابتلاعها
- أو عند دخول الجسم عند تعرضه للنار.
نظائر اليورانيوم
نظائر عنصر ما هي ذرات يورانيوم لها أعداد مختلفة من النيوترونات، وبشكل أساسي:
أورانوس 238
- أكثر أنواع النظائر شيوعًا والذي يشكل 99.3٪ من عنصر اليورانيوم الطبيعي.
- بالإضافة إلى ذلك، فهو الأقدم بين جميع الأنواع، ويبلغ عمره 4.5 مليار سنة.
اليورانيوم 235
- يمثل 0.7٪ من عنصر اليورانيوم الطبيعي.
- إنه نظير انشطاري نادر للغاية عمره سبعمائة مليون سنة.
- يتم استخدامه في ما يسمى المفاعلات النووية.
اليورانيوم – 234
- يوجد في اليورانيوم الطبيعي بنسبة 1-18800 مقارنة باليورانيوم 238.
اليورانيوم 236
- تم العثور على اليورانيوم الصناعي في الوقود النووي المستهلك.
أورانوس 233
- إنه نظير يمكن انشطاره بالنيوترونات ويستخدم في عملية إنتاج الطاقة.
أورانوس 232
- إنه منتج ثانوي لما يسمى بالتفاعلات النووية ويبلغ متوسط العمر المتوقع 68.9 سنة.
اقرأ المزيد: العناصر الكيميائية وتكافؤاتها
استخدامات اليورانيوم
يستخدم اليورانيوم في عدة مجالات منها:
- يتم استخدامه لإنتاج الطاقة النووية للأغراض العسكرية، وكذلك لإنتاج الصواريخ والدبابات.
- وتجدر الإشارة إلى أن القنبلة الذرية الأولى، التي أطلقت خلال الحرب العالمية الثانية عام 1945 فوق مدينة ناغازاكي في اليابان، كان بها نظير لعنصر اليورانيوم 235.
دمرت هذه القنبلة البنية التحتية وقتلت عشرات الآلاف من الأشخاص، بالإضافة إلى القنبلة الانشطارية التي ألقيت على هيروشيما في نفس العام.
- تستخدم الطاقة النووية في العديد من الأغراض التجارية.
- يتم استخدامه لتقدير عمر المواد من وجهة نظر إشعاعية.
- على سبيل المثال، يمكننا تقدير عمر الصخور النارية باستخدام اليورانيوم 238.
- يتم استخدامه لإنتاج الأسمدة الفوسفورية.
- يتم استخدامه لتلوين الزجاج، فعند تعرضه للضوء الأسود فإنه ينبعث منه اللون الأصفر والأخضر.
الآثار الضارة لليورانيوم
- يمكن لليورانيوم أن يدخل الإنسان بكميات محدودة من خلال التنفس أو أكل المحاصيل الجذرية مثل الفجل.
- هذه الكميات آمنة نسبيًا وتخرج مباشرة في البراز والبول.
- هناك أشخاص يتعرضون لليورانيوم، مثل أولئك الذين يعيشون بالقرب من المناجم ومقالب النفايات الخطرة.
- أولئك الذين يعملون في صناعة الفوسفات قد يصابون بأمراض الكلى ويكونون أكثر عرضة للإصابة بالسرطان.
في نهاية المقال ذكرنا معلومات مهمة جدا عن عنصر اليورانيوم وأهمية تخصيبه وأهم طرقه وكذلك نظائره وآثاره الضارة وأهم استخداماته ونأمل أن يكون المقال قد اقتنع كل استفساراتكم بخصوص اليورانيوم.