ما المقصود بتخصيب اليورانيوم
المراد بتخصيب اليورانيوم هُو ما سنشرحه بالتفصيل خلال هذه الفقرة نظرا لتكرار هذا السؤال. وهنا يكَمْن مفهُوم تخصيب اليورانيوم على النحو التالي
- تخصيب اليورانيوم هُو عملية زيادة نسبة اليورانيوم 235 فِيْ خام اليورانيوم.
- تستخدم عملية تخصيب اليورانيوم لإنتاج الوقود لمحطات الطاقة النووية.
- يستخدم اليورانيوم المخصب أيضًا فِيْ الأسلحة النووية.
- تبدأ عملية تخصيب اليورانيوم عادة بغاز سادس فلوريد اليورانيوم الذي يمر بعد ذلك عبر سلسلة من أجهزة الطرد المركزي.
- هناك أيضًا مجموعة من الأذرع الدوارة على كل جهاز طرد مركزي لزيادة السرعة التي تدور بها هذه الجسيمات.
- لذلك، يزيد معدل الفصل بين اليورانيوم 235 و 238، لأن الجسيمات الأثقل تتدحرج أسرع من الجسيمات الأخف.
- ونتيجة لذلك، يصبح اليورانيوم المخصب أكثر كثافة وعلى شكل مسحوق يسمى “الكعكة الصفراء”.
ما هُو اليورانيوم
عَنّْدما نتحدث عَنّْ عملية تخصيب اليورانيوم، من المهم أن نبرز عَنّْصر اليورانيوم نفسه. فِيْما يلي فقرة تمهِيْدية قصيرة حول هذا العَنّْصر على النحو التالي
- يعتبر اليورانيوم أحد أكثر العَنّْاصر شيوعًا فِيْ العالم ويمكن العثور عليه فِيْ الصخور والتربة ومياه البحر.
- لم يتم العثور على اليورانيوم نفسه خاليًا فِيْ الطبيعة، ولكنه موجود فِيْ بعض أنواع الصخور، مثل صخور الجرانيت والبيتشبلند، والتي يتم تعدينها لاستخدامها كوقود وإنتاج الطاقة.
- اليورانيوم معدن مشع فضي وأثقل عَنّْصر موجود بشكل طبيعي على الأرض.
- يشمل استخدام هذا العَنّْصر بشكل أساسي إنتاج الكهرباء من خلال محطات الطاقة النووية ويستخدم كوقود للصواريخ والرؤوس الحربية.
- يحتوي عَنّْصر اليورانيوم على العديد من النظائر ذات فترات نصف عمر متغيرة.
- يتكون اليورانيوم الطبيعي من 284٪ نظير U-238 و 0.720٪ U-235 و 0.0057٪ نظير قصير العمر U-234.
ما الفرق بين اليورانيوم الطبيعي واليورانيوم المخصب
نجد أن عددا كبيرا من الناس يسألون عَنّْ أهم الفروق بين اليورانيوم الطبيعي واليورانيوم المخصب، وهذا ما سنتحدث عَنّْه فِيْ هذه الفقرة بالتفصيل
- اليورانيوم الطبيعي اليورانيوم الطبيعي هُو اليورانيوم الذي لم تتم معالجته.
- كَمْا أن اليورانيوم الموجود بشكل طبيعي ليس مشعًا، ولكن يمكن تحويله إلَّى بلوتونيوم عَنّْ طريق القصف النيوتروني.
- علاوة على ذلك، لا يحتوي اليورانيوم الطبيعي على نفس كَمْية النظير الانشطاري 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 هُو اليورانيوم الموجود طبيعيا والذي تمت معالجته لزيادة نسبة نظير اليورانيوم 235.
- كَمْا يعاني اليورانيوم المخصب من نقص فِيْ العرض ويتزايد الطلب عليه بسبب استخدامه فِيْ الطاقة النووية والأسلحة النووية.
- كَمْا أن اليورانيوم المخصب مشع، لذلك يستخدم لتوليد الطاقة النووية أو إنتاج الأسلحة.
ما هِيْ فوائد تخصيب اليورانيوم
بعد توضيح المقصود بعملية تخصيب اليورانيوم وأهم الفروق بين اليورانيوم الطبيعي واليورانيوم المخصب، سنناقش فوائد تخصيب اليورانيوم على النحو التالي
- يتم ذلك لفصل نظائر اليورانيوم بحيث يمكن استخدام الأجزاء الأكثر إشعاعًا وخطورة فِيْ الطاقة النووية والأسلحة النووية.
- علاوة على ذلك، يساهم هذا بشكل كبير فِيْ تمكين استخدام أكثر كفاءة للطاقة.
- تتيح لنا هذه العملية أيضًا توفِيْر النظائر الطبية لعَنّْصر اليورانيوم، علاوة على ذلك، تزيد هذه العملية أيضًا من نسبة المواد الانشطارية الموجودة فِيْ اليورانيوم الخام.
ما هِيْ اضرار تخصيب اليورانيوم
- العيب الرئيسي لتخصيب اليورانيوم هُو أنه ينتج نفايات مشعة ومواد عالية التخصيب يمكن استخدامها فِيْ صنع الأسلحة.
- يمكن استخدامه أيضًا لأغراض إرهابية.
- بالإضافة إلَّى ذلك، فإن هذه العملية لها تأثير بيئي، لأنها تزيد من مخاطر التلوث الإشعاعي على البيئة.
- بالإضافة إلَّى ذلك، فإن تخصيب اليورانيوم مكلف وقد لا يكون مربحًا لبعض محطات الطاقة النووية.
- علاوة على ذلك، يمكن أن تحدث كوارث نووية مثل تشيرنوبيل وفوكوشيما.
- تشمل العيوب المخاطر الأمنية وتكاليف رأس المال المرتفعة وتكاليف التشغيل المرتفعة والمدة الزمنية الطويلة للتنفِيْذ.
خطوات عملية تخصيب اليورانيوم
لا تتطلب عملية تخصيب اليورانيوم سوى خطوات قليلة ونجد اهتمامًا كبيرًا بالتعرف عليها، لذلك سنشرح بإيجاز هذه الخطوات خلال هذه الفقرة
- الخطوة الأولى هِيْ الطرد المركزي يتم تنفِيْذ هذه الخطوة من خلال جهاز يستخدم قوة الجاذبية لفصل مكونات السائل أو الغاز المعلق حسب الكثافة.
- الخطوة الثانية هِيْ الانتشار الغازي فِيْ فصل نظائر اليورانيوم من خلال عملية الانتشار الغازي.
- يستخدم الغاز لتخفِيْف نظائر اليورانيوم وفصلها جزئيًا.
- الخطوة الثالثة هِيْ الطرد المركزي للغاز يتم تنفِيْذ هذه الخطوة عَنّْ طريق جهاز ميكانيكي يستخدم قرص دوار لتسريع تيار من الهُواء يحتوي على سائل بسرعة عالية.
- يقوم الدوار بعد ذلك بتسريع الغاز عَنّْ طريق تحويل الطاقة الدورانية إلَّى طاقة حركية.
- تنتج كل خطوة من هذه الخطوات نظائر مختلفة، لذلك يتم إجراؤها بشكل منفصل.
- يتم تنفِيْذ العملية أيضًا فِيْ نظام مغلق لتجنب أي اتصال بالمواد الخارجية.
- بالإضافة إلَّى ذلك، تم تطوير تكنولوجيا تخصيب اليورانيوم لإنتاج ما يكفِيْ من المواد لاستخدامها فِيْ الأسلحة النووية.
كَيْفَ يتم تحديد نسبة اليورانيوم 235
يود الكثيرون معرفة كَيْفَِيْة حساب النسبة المئوية لليورانيوم 235، لذلك سنشرحها لكَمْ 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 إلَّى حوالي 1300 طن من اليورانيوم المخصب عَنّْد تشغيل مفاعل الماء الخفِيْف.
- أو 850 طنا عَنّْد استخدام مفاعل الماء الثقيل.
- من المرجح أن تقوم البلدان التي تنتج اليورانيوم الطبيعي وتعالجه بتصديره بدلاً من الاحتفاظ به.
تكلفة تخصيب اليورانيوم
- تمت مناقشة تقنيات مختلفة يمكن استخدامها لتخصيب اليورانيوم.
- التقنية الأولى التي تمت مناقشتها فِيْ هذا القسم هِيْ الانتشار الغازي.
- تكلفة هذه الطريقة تتراوح من 12000 دولار إلَّى 15000 دولار للكيلوغرام الواحد.
- التقنية الثانية التي تمت مناقشتها هِيْ أجهزة الطرد المركزي الغازية.
- والتي تكلف ما بين 8000 دولار و 10000 دولار للكيلوغرام الواحد.
- التقنية الثالثة هِيْ الانتشار الحراري للسائل وتتراوح تكلفته بين 4500 و 6000 دولار للكيلوغرام.