اليورانيوم

يعتبر اليورانيوم من أثقل العناصر الموجودة في الطبيعة، ويقع في الصف السابع في الجدول الدوري، وهو عضو في مجموعة الأكتينيدات، ويعود الفضل في اكتشافه إلى العالم الكيميائي الألماني مارتن كلابروت وذلك في عام 1789م، أثناء القيام بتجاربه على معدن اليورانينيت، ويتميز اليورانيوم بصلابته، وقابليته للسحب، وبكثافته، وثقله، كما أنّه يتميز بلونه الفضي، علماً أنه لا يمكن الاستفادة من اليورانيوم إلا بعد تخصيبه، وهذا ما سنعرفكم عليه في هذا المقال.

تخصيب اليورانيوم

تخصيب اليورانيوم هو العملية التي يتم فيها تحويل اليورانيوم الخام الموجود في الطبيعة، إلى مادة قابلة للاستخدام لإنتاج الطاقة، أو في السلاح الفتاك، ولا بدّ من الإشارة إلى أنّ عملية التخصيب لا تشكل بحد ذاتها العامل الحاسم في تحديد الاستخدام لأي برنامج نووي، وإنما نسبة التخصيب هي من تحدد ذلك، ويمكن تعريف التخصيب على أنه عملية معقدة تتم على مراحل بهدف زيادة نسبة اليورانيوم 235- النظير القابل للانشطار في اليورانيوم الخام الذي يرمز له بالحرف اللاتيني U، وذلك بهدف جعله صالحاً للاستخدام في الأغراض المختلفة، الأمر الذي يتطلب زيادة تعيين تركيز اليورانيوم 235 إلى ما بين 3% و5%، بالإضافة إلى أنه يجب زيادة نسبة تركيزه إلى مستويات أعلى من 80% فيما يعرف باسم النقاء المثالي لصنع السلاح النووي.

تقنيات تخصيب اليورانيوم

الكعكة الصفراء: وهي تقنية تستخدم لتحويل اليورانيوم الخام إلى غاز سادس فلوريد اليورانيوم يواف 6، وبذلك يتم تحويل اليورانيوم من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية.
الحاجز الفولاذي: وفي هذه المرحلة يتم ضخ ذرات اليورانيوم، بحيث تسير ذرات اليورانيوم 235، بشكل أسرع من ذرات اليورانيوم 238، ولا بدّ من الإشارة إلى أنه يجب تكرار عملية الفصل هذه أكثر من 1400 مرة للحصول على اليورانيوم 235 بنسبة تركيز تتراوح بين 3% و5% من سادس فلوريد اليورانيوم.

الطرد المركزي

تستخدم محطات التخصيب عملية الطرد المركزي، حيث تستغل أجهزة الطرد المركزي الفارق البسيط بين نظيري اليورانيوم 235 و238، وذلك عن طريق ضخ اليورانيوم بشكله الغازي، في أسطوانات تدور بسرعات أعلى من سرعة الصوت، بحيث يتم دفع الذرات الأثقل نحو الخارج؛ أي اليورانيوم 238، فتبقى الذرات الأخف في الأسطوانة؛ أي اليورانيوم 235 المخصب، ولا بدّ من الإشارة إلى أنه يجب تكرار هذه العملية عدة مرات للحصول على تركيز أعلى لليورانيوم.

مستويات اليورانيوم المخصب

اليورانيوم ذو الخصوبة العالية: يحتوي على 20% من اليورانيوم -235.
اليورانيوم ذو الخصوبة الواطئة: يحتوي على أقل من 20% من اليورانيوم -235.
اليورانيوم ذو الخصوبة المحدودة: يحتوي على 0.9% الى 2% من اليورانيوم -235.