تخصيب اليورانيوم

تخصيب اليورانيوم
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

عملية تخصيب اليورانيوم Uranium enrichement 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 وازالة النظائر الأخرى. وعملية التخصيب هذه صعبة ومكلفة وتكمن الصعوبة ان النظائر الذي يراد ازالتها من اليورانيوم شبيهة جدا من ناحية الوزن للنظائر الذي يرغب بالابقاء 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 الأشعة الكهرومغناطيسية.

اليورانيوم الطبيعي
238UF6 ..... 235UF6

اليورانيوم هو المكون الوحيد الذي يمكن أن ينتج طاقة نووية، يحتوي اليورانيوم الطبيعي على ذرات ذات كتلات مختلفة تسمى النظائر وتوجد عادة في (اليورانيوم 238) و(اليورانيوم)235.

والنسب كمايلي:

* (اليورانيوم 238)- 99،3 %
* (اليورانيوم 235) -0،7 %
* النظائر الأخرى - 0،01

مراحل استخلاص اليورانيوم

1- استخلاص معدن اليورانيوم الخام من المناجم (حوالي 1-5 كلغ للطن)، ثم التنقية ثم التحويل.

2- يتم سحق المعدن تمهيداً لاستخلاصه وينتج عن ذلك مسحوق اصفر الكعكة الصفراء الذي يحتوي على 70% من ثاني أكسيد اليورانيوم- (أكسيد اليورانيوم المركز).

3- تحويل أكسيد اليورانيوم (الكعكة الصفراء) إلى غاز [[سداسي فلوريد اليورانيوم|هكسا فلورايد اليورانيوم]

عملية التخصيب

1-التخصيب هو عملية فصل اليورانيوم 238 واليورانيوم 235، ويتم بواسطة الطرد المركزي للغاز. حيث يتم تغذية الاسطوانة الدائرة (الطرد المركزي) -التي تدور على قاعدة يديرها محرك - بغاز اليورانيوم 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 238على جدار الأسطوانة ويهبط وهو اليورانيوم الأقل تخصيباً.

3- تتجمع الجزيئات الأخف من اليورانيوم 235 بالقرب 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.

اليورانيوم المخصب

يستخدم اليورانيوم المخصب في صناعة القنابل النووية، حيث يجب أن يرتفع مستوى اليورانيوم 235 قبل أن يتم حرقه كوقود في المفاعلات النووية أو استخدامه لصنع الأسلحة النووية.

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 يكون اليورانيوم 235 قابل للاحتراق.

نبذه عن جهاز الطرد المركزي

جهاز الطرد المركزي غلاف أسطواني مفرغ من الهواء يدور بداخله أسطوانة بسرعة كبيرة هذه الأسطوانة تدور تقريباً بدون أي نوع من الاحتكاك بواسطة محرك كهربائي مثبت في أسفل الجهاز ومغناطيس قوي من الأعلى ليقوم بعملية تخصيب اليورانيوم وهي عبارة عن عزل نظائر عناصر كيميائية محددة من عنصر ما لغرض زيادة تركيز نظائر أخرى للحصول على مادة مشبعة بالنظير

و اليورانيوم المخصب هو عبارة عن يورانيوم تمت زيادة نسبة نظائر اليورانيوم 235 فيه وإزالة النظائر الأخرى لأن اليورانيوم الطبيعي يتكون من خليط من نظيرين مشعين هما اليورانيوم 238 بنسبة 99.3 % واليورانيوم 235 بنسبة 0.7 %

وتتم عملية التخصيب بالطرد المركزي في عدة خطوات

أولها تحويل اليورانيوم إلى غاز في شكل يورانيوم سداسي الفلور
وفي الخطوة التالية يتم تغذية جهاز الطرد المركزي بغاز اليورانيوم سداسي الفلور
ونتيجة لسرعة دوران الاسطوانة المقدر بحوالي من 50 إلى 70 ألف دورة في الدقيقة يتحرك الغاز في اتجاهين الثقيل بتركيز أقل من اليورانيوم 235 يبقى في مركز الاسطوانة وبعمل فارق حراري على الاسطوانة يمكن فصل الغازين في اتجاه قمة وقاع الاسطوانة ، حيث يتم امتصاصها عن طريق أنابيب موصلة بالخطوة التالية للتخصيب.ويصل عدد تلك الاسطوانات إلى المئات وتوضع في مكان يسمى بمحطة الطرد المركزي.

أهم استخداماته في المجالين التاليين :-

1- الاستخدام السلمي:- حيث يستخدم اليورانيوم المخصب الذي وصلت فيه درجة تركيز اليورانيوم 235 القابل للانشطار من 3 % إلى 5 % في صناعة وقود المفاعل النووي لإنتاج الطاقة

2 - الاستخدام العسكري :- حيث يستخدم اليورانيوم المخصب في إنتاج الأسلحة النووية (قنابل ، رؤوس نووية) ولكي يتم إنتاج أسلحة نووية يشترط أن تكون نسبة اليورانيوم 235 المخصب من 20 % إلى 90 % وهذا يتوقف على نوعية السلاح

وتندرج الدول التي تمتلك أسلحة نووية حسب الترتيب التالي وهي :-

أمريكا ، روسيا ، بريطانيا ، فرنسا ، الصين ، العدو الصهيوني ، الهند ، باكستان ، وأخيراً كوريا الشمالية وكذلك في الوقت الحاضر تسعى إلى امتلاكها إيران

واليورانيوم الذي تنتجه ايران هو النوع الاول الا ان الولايات المتحده والاتحاد الاوروبي متخوفان من ان عمليه التخصيب الايرانيه حتي وان كانت بعيده عن الاستعمال العسكري الا انها تعتبر عملية الحصول علي الخبره وانتاج محلي للوقود النووي والتي هي خط احمر بالنسبه للولايات المتحده

جميل جدا

عقبال التنفيذ

» تخصيب اليورانيوم.. تحويل الكعكة الصفراء إلى غاز
» اليورانيوم