المقصود بتخصيب اليورانيوم من الأسئلة المهمة التي تحظى باهتمام كبير لدى عدد كبير من الناس، حيث أن عملية تخصيب اليورانيوم من الإجراءات المهمة التي يجب الحديث عنها لما لها من مزايا عديدة وأضرار جسيمة.
لذلك سنخبركم خلال هذا المقال بالتفصيل عن كل ما يتعلق بعملية تخصيب اليورانيوم.
ما المقصود بتخصيب اليورانيوم؟
ما المقصود بتخصيب اليورانيوم، سنشرح بالتفصيل في هذه الفقرة، ونظرا لتكرار هذا السؤال، فإليكم مفهوم تخصيب اليورانيوم على النحو التالي:
- تخصيب اليورانيوم هو عملية زيادة نسبة اليورانيوم 235 في خام اليورانيوم.
- تستخدم عملية تخصيب اليورانيوم لإنتاج الوقود لمحطات الطاقة النووية.
- يستخدم اليورانيوم المخصب أيضًا في الأسلحة النووية.
- تبدأ عملية تخصيب اليورانيوم عادة بغاز سادس فلوريد اليورانيوم، والذي يمر بعد ذلك عبر سلسلة من أجهزة الطرد المركزي.
- أيضًا، يحتوي كل جهاز طرد مركزي على مجموعة من الأذرع الدوارة لزيادة سرعة دوران هذه الجسيمات.
- هذا يزيد من معدل الفصل بين اليورانيوم 235 و 238 لأن الجسيمات الثقيلة تنهار أسرع من الجسيمات الأخف.
- ونتيجة لذلك، يصبح اليورانيوم المخصب أكثر كثافة ويكون على شكل مسحوق يسمى “الكعكة الصفراء”.
ما هو اليورانيوم؟
عندما نتحدث عن عملية تخصيب اليورانيوم فمن المهم تسليط الضوء على عنصر اليورانيوم نفسه وهذه فقرة تمهيدية قصيرة عن العنصر كما يلي:
- يعتبر اليورانيوم أحد أكثر العناصر شيوعًا في العالم ويمكن العثور عليه في الصخور والتربة ومياه البحر.
- اليورانيوم نفسه ليس خاليًا في الطبيعة، ولكنه موجود في أنواع معينة من الصخور، مثل الجرانيت والناتوريت، والتي يتم تعدينها لاستخدامها كوقود وكذلك لإنتاج الطاقة.
- اليورانيوم معدن مشع فضي وأثقل عنصر طبيعي على الأرض.
- يشمل استخدام هذا العنصر بشكل أساسي إنتاج الكهرباء في محطات الطاقة النووية ويستخدم كوقود للصواريخ والرؤوس الحربية.
- يحتوي اليورانيوم على العديد من النظائر ذات فترات نصف عمر مختلفة.
- يتكون اليورانيوم الطبيعي من 284٪ من نظير U-238 و 0.720٪ من U-235 و 0.0057٪ من النظير قصير العمر U-234.
انظر هنا: ما هو اليورانيوم؟
ما الفرق بين اليورانيوم الطبيعي واليورانيوم المخصب؟
نعتقد أن عددا كبيرا من الناس يتساءلون عن أهم الفروق بين اليورانيوم الطبيعي واليورانيوم المخصب، وهذا ما سنتحدث عنه بالتفصيل في هذه الفقرة:
- اليورانيوم الطبيعي: اليورانيوم الطبيعي هو اليورانيوم الذي لم تتم معالجته.
- كما أن اليورانيوم الطبيعي ليس مشعًا، ولكن يمكن تحويله إلى بلوتونيوم عن طريق القصف النيوتروني.
- بالإضافة إلى ذلك، لا يحتوي اليورانيوم الطبيعي على الكثير من النظائر الانشطارية U-235 مثل اليورانيوم المخصب.
- يحتوي اليورانيوم الطبيعي على حوالي 7٪ فقط من نظير اليورانيوم 235، بينما يقترب اليورانيوم المخصب من 3٪.
- اليورانيوم المخصب: اليورانيوم المخصب هو يورانيوم طبيعي تمت معالجته لزيادة نسبة نظير اليورانيوم 235.
- كما أن اليورانيوم المخصب منخفض العرض والطلب مرتفع بسبب استخدامه في الطاقة النووية والأسلحة النووية.
- بالإضافة إلى أن اليورانيوم المخصب مادة إشعاعية، لذا فهي تستخدم للحصول على الطاقة النووية أو لتصنيع الأسلحة.
ما هي فوائد تخصيب اليورانيوم؟
بعد توضيح المقصود بعملية تخصيب اليورانيوم وأهم الفروق بين اليورانيوم الطبيعي واليورانيوم المخصب سنتحدث عن مزايا تخصيب اليورانيوم على النحو التالي:
- يتم ذلك لفصل نظائر اليورانيوم بحيث يمكن استخدام الأجزاء الأكثر إشعاعًا وخطورة في الطاقة النووية والأسلحة النووية.
- بالإضافة إلى ذلك، فإنه يساهم بشكل كبير في زيادة كفاءة استخدام الطاقة.
- كما تتيح لنا هذه العملية الحصول على النظائر الطبية لعنصر اليورانيوم، بالإضافة إلى أن هذه العملية تزيد أيضًا من نسبة المواد الانشطارية الموجودة في خام اليورانيوم.
ما هي عيوب تخصيب اليورانيوم؟
بعد الحديث عن أهم مزايا عملية تخصيب اليورانيوم نود أن نوضح أن هذه العملية سيف ذو حدين لما لها من أضرار بالغة الخطورة، وهذه الأضرار هي:
- العيب الرئيسي لتخصيب اليورانيوم هو أنه ينتج نفايات مشعة ومواد عالية التخصيب يمكن استخدامها في صنع الأسلحة.
- يمكن استخدامه أيضًا لأغراض إرهابية.
- بالإضافة إلى ذلك، فإن هذه العملية لها تأثير على البيئة، حيث إنها تزيد من خطر التلوث الإشعاعي للبيئة.
- بالإضافة إلى ذلك، فإن تخصيب اليورانيوم مكلف وقد لا يكون مربحًا لبعض محطات الطاقة النووية.
- بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تحدث كارثة نووية مثل تشيرنوبيل وفوكوشيما.
- تشمل العيوب المخاطر الأمنية وتكاليف رأس المال المرتفعة وتكاليف التشغيل المرتفعة وأوقات النشر الطويلة.
مراحل تخصيب اليورانيوم
تتطلب عملية تخصيب اليورانيوم بضع خطوات فقط ونعتقد أنه من المثير للاهتمام معرفة ذلك، لذلك في هذه الفقرة سنشرح بإيجاز هذه الخطوات:
- الخطوة الأولى هي الطرد المركزي: يتم تنفيذ هذه الخطوة باستخدام جهاز يستخدم الجاذبية لفصل مكونات سائل أو غاز معلق على أساس الكثافة.
- المرحلة الثانية من الانتشار الغازي: وهي عملية فصل نظائر اليورانيوم من خلال عملية الانتشار الغازي.
- يستخدم الغاز للتخفيف والفصل الجزئي لنظائر اليورانيوم.
- المرحلة الثالثة: الطرد المركزي للغاز: وتتم هذه المرحلة بجهاز ميكانيكي يستخدم قرص دوار لتسريع تيار الهواء المحتوي على سائل إلى سرعة عالية.
- يقوم الدوار بعد ذلك بتسريع الغاز، وتحويل الطاقة الدورانية إلى طاقة حركية.
- تؤدي كل خطوة من هذه الخطوات إلى نظائر مختلفة، لذلك يتم إجراؤها بشكل منفصل.
- تتم العملية أيضًا في نظام مغلق لتجنب الاتصال بالمواد الخارجية.
- بالإضافة إلى ذلك، تم تطوير تكنولوجيا تخصيب اليورانيوم لإنتاج مواد كافية لاستخدامها في الأسلحة النووية.
إقرأ أيضاً: ما معنى تخصيب اليورانيوم
كيف يتم تحديد نسبة اليورانيوم 235؟
يود الكثيرون معرفة كيفية حساب النسبة المئوية لليورانيوم 235، لذلك سنشرحها أدناه بمثال بسيط:
- يتم تحديد النسبة المئوية لليورانيوم 235 حسب نوع المفاعل الذي يمكن بناؤه بعدد معين من قضبان الوقود.
- على سبيل المثال، إذا كان لديك طن واحد من اليورانيوم الطبيعي، فستحتاج إلى حوالي 1300 طن من اليورانيوم المخصب عند استخدام مفاعل الماء الخفيف.
- أو 850 طنا باستخدام مفاعل الماء الثقيل.
- من المرجح أن تقوم البلدان التي تنتج اليورانيوم الطبيعي وتعالجه بتصديره بدلاً من الاحتفاظ به.
تكلفة عملية تخصيب اليورانيوم
قبل أن نختتم مناقشتنا لهذا الموضوع، نود توضيح تكلفة عملية تخصيب اليورانيوم. فيما يلي أهم المعلومات حول تكاليف هذه العملية في الفقرة التالية:
- تمت مناقشة الطرق المختلفة التي يمكن استخدامها لتخصيب اليورانيوم.
- الطريقة الأولى التي تمت مناقشتها في هذا القسم هي الانتشار الغازي.
- تتراوح تكلفة هذه الطريقة من 12000 إلى 15000 دولار للكيلوغرام الواحد.
- تعتبر التقنية الثانية أجهزة الطرد المركزي الغازية.
- والتي تتكلف من 8000 إلى 10000 دولار للكيلوغرام الواحد.
- التقنية الثالثة هي الانتشار الحراري للسائل وتتراوح تكلفته بين 4500 و 6000 دولار للكيلوغرام.
انظر هنا: ما هو تخصيب اليورانيوم
المراد بتخصيب اليورانيوم من الأسئلة الشائعة، وقد أوضحنا في هذا المقال الإجابة الصحيحة عليه.
في نهاية هذا المقال أوضحنا أن عملية تخصيب اليورانيوم تعتبر عملية خطيرة للغاية بالرغم من مزاياها إلا أنها قد تتسبب في كوارث كبيرة، وقد أوضحنا لكم الإجابات الكاملة على أهم الأسئلة المتعلقة هذا الامر.