اليورانيوم و إستخدامته

راحيل · 2007-07-06, 10:01

[align=right]السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
اللهم صل على محمد وعلى آله وصحبه أجمعين
الكثير من الناس يجهل المركب المسؤول على سقوط عدة دول و يجهلون كذلك استخدامته الاخرى المفيدة للبشرية و كيف تستخدم النفس البشرية الطماعة العناصر الكيميائية فيما يضر ناس أخرين....
اليورانيوم
أولا.اليورانيوم الطبيعي

ا.تعريفه:
اليورانيوم هو احد العناصر الكيميائية المشعة الموجودة في الجدول الدوري, عدده الذري 92 و من ابرز صفاته: ثقيل, فضي, سام, فلزي.
و من خصائصه: درجة ذوبانه(point de fusion est 1405°K ,1131.87°C)
درجة تبخره(point de vaporisation 2070°K,1796.87°C)
ب.اوساط تواجده:
يوجد اليورانيوم الطبيعي في الاوساط الطبيعية : الصخور, المياه, اللحوم, الخضر.....
يوجد 3 مغ/طن من اليورانيوم في ماء البحر و حسب الاحصائيات يوجد 4.5 مليار طن من اليورانيوم على سطح الارض.
و يوجد كذلك اليورانيوم في الاراضي الغرانيتية و الترسبات و تبلغ نسبته في الصخور ب 3 غ/طن.
ج. نظائره:
U238 : 99.28%.
U235: 0.718%.
U234: 0.0054%.
U232, U233, U236.
د. استخدامه:
اليورانيوم 238 يستخدم في :

*الدراسات, التشخيص.
*تحسين الزراعة و العلاج الكيماوي.
اليورانيوم 235 يستخدم في:
*المفاعلات النووية.
*تصنيع القنابل الذرية, الهيدروجينية, الاندماجية و الانشطارية.
يستخدم اليورانيوم كذلك في تحديد عمر الارض.

ثانيا.استخلاص اليورانيوم .

*مراحل استخلاص اليورانيوم
1- استخلاص معدن اليورانيوم الخام من المناجم (حوالي 1-5 كلغ للطن) ، ثم التنقية ثم التحويل.
2- يتم سحق المعدن تمهيديا لاستخلاصه و ينتج عن ذلك مسحوق بني يسمى بالكعكة الصفراء الذي يحتوي على 70 بالمئة من ثاني اكسيد اليورانيوم(اكسيد اليورانيوم المركز).
3-تحويل اكسيد اليورانيوم (الكعكة الصفراء) الى غاز هكسا فلوريد اليورانيوم.

دورة اليورانيوم الطبيعية
[bimg]https://upload.wikimedia.org/wikipedia/ar/c/cc/Nprocess.jpg[/bimg]
هكسا فلوريد اليورانيوم
[bimg]https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/9/94/Uranium_hexafluoride_crystals_sealed_in_an_ampoule .jpg[/bimg]
الكعكة الصفراء

ثالثا.تخصيب اليورانيوم

عملية تخصيب اليورانيوم عبارة عن عزل نظائر عناصر كيميائية محددة 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. وتتم عملية التخصيب على مراحل حيث يتم في كل مرحلة عزل كميات اكبر من النظائر الغير مرغوبة حيث يزداد العنصر تخصيبا بعد كل مرحلة لحد الوصول الى نسبة النقاء المطلوبة.

1-التخصيب هو عملية فصل اليورانيوم 238 و اليورانيوم 235 ، ويتم بواسطة الطرد المركزي للغاز. حيث يتم تغذية الاسطوانة الدائرة (الطرد المركزي) -التي تدور على قاعدة يديرها محرك – بغاز اليورانيوم هكسا فلوريد - يذهب اليورانيوم في حالته الغازية إلى جهاز الطرد المركزي ويحول من 50-70 ألف دورة في الدقيقة.
2- تتجمع الجزيئات الأكثر ثقلاً من اليورانيوم 238 على جدار الأسطوانة ويهبط وهو اليورانيوم الأقل تخصيباً.
[bimg]https://upload.wikimedia.org/wikipedia/ar/d/de/Cetral.jpg[/bimg]
3- تتجمع الجزيئات الأخف من اليورانيوم 235 بالقرب من مركز الاسطوانة ويتحرك لأعلى.
4-يتم ارسال 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.

الدفع بواسطة الطرد المركزي

اليورانيوم المخصب:
[bimg]https://upload.wikimedia.org/wikipedia/ar/a/a2/Percentage.jpg[/bimg]
رابعا.الانشطار النووي

الانشطار النووي هي عملية انشطار نواة ذرة ما إلى قسمين أو أكثر ويتحول بهذه العملية مادة معينة إلى مادة أخرى وينتج عن عملية الانشطار هذه نيوترونات و فوتونات حرة بالأخص اشعة كاما ودقائق نووية مثل دقائق ألفا ودقائق بيتا. يؤدي انشطار العناصر الثقيلة إلى تكوين كميات ضخمة من الطاقة المتحركة.

عملية الانشطار النووي لليورانيوم

تستعمل عملية الانشطار النووي لتزويد الوقود لمولدات الطاقة النووية وتحفيز انفجار الاسلحة النووية وإذا أمكن إخضاع عنصر ثقيل إلى سلسلة من الأنشطارات النووية فان ذلك سيؤدي إلى تكوين ما يسمى بالوقود النووي ويتم تحفيز هذه السلسلة المتعاقبة من الأنشطارات النووية في المفاعلات النووية ويعتبر اليورانيوم-235 و البلوتنيوم-239 من أكثر أنواع الوقود النووي استعمالا. تبلغ كمية الطاقة الناتجة من كمية معينة من الوقود النووي ملايين أضعاف الطاقة الناتجة من نفس الكمية من البنزين.
خامسا.المفاعل النووي
المفاعلات النووية عبارة عن منشآت ضخمة يتم فيها السيطرة على عملية الانشطار النووي حيث يتم الاحتفاظ بالأجواء المناسبة لاستمرار عملية الانشطار النووي دون وقوع انفجارات اثناء الأنشطارات المتسلسلة. تستخدم المفاعلات النووية لأغراض خلق الطاقة الكهربائية و تصنيع الاسلحة النووية و ازالة الأملاح والمعادن الأخرى من الماء للحصول على الماء النقي و تحويل عناصر كيميائية معينة إلى عناصر أخرى و خلق نظائر عناصر كيميائية ذات فعالية إشعاعية وأغراض أخرى.

المفاعل النووي

قلب المفاعل النووي

**اجزاء المفاعل النووي**

1-مركز المفاعل وهو الجزء الذي يتم فيه سلسلة عمليات الانشطار النووي.
2-السائل المتحكم في حرارة المركز ويستعمل الماء عادة للتحكم في سرعة عمليات الانشطار النووي وكواقي من الأشعاع المنبعث من العملية.
3-حاويات تحيط بمركز المفاعل و السائل المتحكم في حرارة المركز لمنع تسرب الأشعاعات الناتجة من الانشطار النووي.
4-محولات حرارية للتحكم في حرارة السائل المتحكم في حرارة المركز.
5-مولدة كهربائية عملاقة.

يتوقع بعض الخبراء نقصا في الطاقة الكهربائية في المستقبل البعيد نتيجة ظاهرة انحباس حراري سببتها انشطة بشرية مثل تكرير النفط و محطات الطاقة و هناك اعتقاد سائد ان السيل الامثل لسد هذا النقص في المستقبل.
تعريف بعض المصطلحات:
الكتلة الحرجة
يمكن تعريفها بالحد الأدنى من كتلة مادة معينة كافية لتحمل سلسلات متعاقبة من الأنشطارات .
احتباس حراري
الاحتباس الحراري هو ظاهرة إرتفاع درجة الحرارة في بيئة ما نتيجة تغيير في سيلان الطاقة الحرارية من البيئة و إليها. و عادة ما يطلق هذا الإسم على ظاهرة إرتفاع درجات حرارة الأرض في معدلها. و عن مسببات هذه الظاهرة على المستوى الأرضي أي عن سبب ظاهرة إرتفاع حرارة كوكب الأرض ينقسم العلماء إلا من يقول أن هذه الظاهرة ظاهرة طبيعية و أن مناخ الأرض يشهد طبيعيا فترات ساخنة و فترت باردة مستشهدين بذلك عن طريق فترة جليدية أو باردة نوعا ما بين القرن 17 و 18 في أوروبا. هذا التفسير يريح كثير الشركات الملوثة مما يجعلها دائما ترجع إلى مثل هذه الأعمال العلمية لتتهرب من مسؤليتها أو من ذنبها في إرتفاع درجات الحرارة حيث أن أغلبية كبرى من العلماء و التي قد لا تنفي أن الظاهرة طبيعية أصلا متفقة على أن إصدارات الغازات الملوثة كالآزوت و ثاني أوكسيد الكربون يقويان هذه الظاهرة في حين يرجع بعض العلماء ظاهرة الإنحباس الحراري إلى التلوث وحده فقط حيث يقولون بأن هذه الظاهرة شبيهة إلى حد بعيد بالدفيئات الزجاجية و أن هذه الغازات و التلوث يمنعان أو يقويان مفعول التدفئة لأشعة الشمس.

الدول المصدرة لليورانيوم**
تعتبراستراليا ، كازاخستان ، كندا ، جنوب افريقيا ، البرازيل ، ناميبيا من اكبر الدول المصدرة لليورانيوم وتباع عادة بسعر يتراوح من 80 - 100 دولار للكيلوغرام الواحد
المشكلة الكبرى تكمن في كيفية التخلص من المخلفات النووية في المفاعلات النووية وعادة ما يوضع المخلفات في احواض مائية كبيرة لمدة عشرات السنين لغرض ابطاء عمليات التحلل الأشعاعي ويتم بعد ذلك صب الفولاذ و الكونكريت على هذه الأحواض[/align]