تعريف اليورانيوم
اليورانيوم هو أحد العناصر الكيميائية المشعة الموجودة في الطبيعة، وهو يندرج في الجدول الدوري الخاص بالعناصر الكيميائية ضمن الرمز (U) وبالعدد الذري 92. وهو فلز لونه أبيض يميل إلى الفضي.
يمكنك مشاهدة مقالة ما هي مادة الكاليفورنيوم و استعمالاتها
أين يوجد اليورانيوم
اليورانيوم هو عنصر طبيعي يوجد في مستويات منخفضة في كل الصخور والتربة والمياه. وفقا للجنة الأمم المتحدة العلمية المعنية بآثار الإشعاع الذري يبلغ التركيز الطبيعي لليورانيوم في التربة هو 300 ميكروغرام / كغ إلى 11.7 مغ / كغ.
ويعتبر اليورانيوم أكثر وفرة من الانتيمون والكادميوم والبريليوم، والذهب والزئبق والفضة، أو التنغستن، وهو وفير بدرجة الزرنيخ والقصدير أو الموليبدينوم. يوجد اليورانيوم في العديد من المعادن بما في ذلك اليورانينايت (خام اليورانيوم الأكثر شيوعا) والأوتونايت والتوربرنايت والكوفنايت واليورانوفين.
مياه البحر تحتوي على ما يقرب من 3.3 أجزاء من البليون من اليورانيوم من حيث الوزن (3.3 ميكروغرام / كغ). وقد اعتبر استخراج اليورانيوم من مياه البحر كوسيلة من وسائل الحصول على هذا العنصر.
شاهد أيضاً الانصهار النووي
استعمالات اليورانيوم
يُستخدم اليورانيوم في محطات الطاقة النووية لتوليد الحرارة وتسخين المياه لإنتاج البخار، ويتميز اليورانيوم بكبر ذراته الأمر الذي يمكنه من الانقسام بصورة أكبر مقارنة بالعناصر الأخرى.
عندما تتلامس الجسيمات غير الذرية والتي يطلق عليها النيوترونات بذرات اليورانيوم تنقسم الذرات، وتطلق طاقة حرارية. يحدث هذا الأمر في جميع الأوقات في الطبيعة، ولكن بمعدل بطيء جدًا. وتستخدم معظم محطات الطاقة النووية نظير اليورانيوم 235 وقودًا لها وهو نوع محدد من اليورانيوم.
المفاعلات النووية قادرة على تسريع هذه العملية بشكل كبير عن طريق إبطاء النيوترونات وزيادة احتمالية تصادمها، الأمر الذي سيؤدي إلى انشطار ذرات اليورانيوم. وعندما تنقسم ذرات اليورانيوم فإنها تطلق المزيد من النيوترونات فتستمر العملية وتتزايد الانقسامات لضمان “سلسلة من التفاعلات” لتقسيم الذرات ويطلق على هذه العملية اسم “الانشطار النووي”.
ونظرًا لطبيعة عملية الانشطار النووي، لا تحتاج محطات الطاقة النووية إلى حرق أي نوع من أنواع الوقود. ولهذا، لا تنتج المحطات أي ضباب دخاني أو غازات الاحتباس الحراري.
ويُستخدم اليورانيوم في عدة مجالات إلى جانب استخدامه في توليد الطاقة.
فنظير اليورانيوم 238 المُسمّى باليورانيوم المنضب، يُستخدم حاجزًا للوقاية من الإشعاع نظرًا إلى سماكته وكثافته، وغالبًا ما يُستخدم في صناعة الطائرات والمعدات الطبية للحماية من الأجهزة الإشعاعية.
تعرف على مثال على الوقود الأحفوري
تخصيب اليورانيوم
لا يمكن الإستفادة من اليورانيوم بصورة كاملة من دون عمليّة التخصيب، وتخصيب اليورانيوم يقوم بعمل فصل جميع العناصر (الشوائب) من عنصر اليورانيوم لتخصيبهُ وزيادة تركيزهُ، وعمليّة التخصيب تتم على مراحل كثيرة وفي كلّ مرحلة يتم عزل مادّة معيّنة، وفي كلّ مرحلة يزداد تخصيب اليورانيوم للوصول إلى النسبة المطلوبة، وهذه المراحل هي :
- الطرد المركزي لغاز اليورانيوم : ففي هذه المرحلة يتم نقل غاز اليورانيوم إلى جهاز الطرد المركزي للحالة الغازيّة لليورانيوم، وتعريض الغاز للدوران من 50-70 ألف دورة في الدقيقة.
- تجميع جزيئات اليورانيوم الأكثر وزنا وتكون معلّقة على جدار الإسطوانة، واليورانيوم الأخفّ وزناً ينزل إلى الأسفل بقرب من مركز الإسطوانة.
- يتم تجميع اليورانيوم المخصّب ونقلهِ إلى أسطوانة أخرى، ويتم تكرار العمليّة حتّى يتم تخصيب اليورانيوم بالنسبة المطلوبة، وعادةََ ما يكون النسبة المطلوبة هي 90% من مادّة اليورانيوم.
إقرأ أيضاً عنصر الماغنسيوم
ما فائدة تخصيب اليورانيوم
هناك الكثير من الفوائد التي يستفاد منها من اليورانيوم المخصّب وهي :
- في المجالات العسكريّة : يستفاد اليورانيوم في القذائف النوويّة التي تستطيع أن تصيب الأهداف المطلوبة وتدميرها بشكل واسع جدّاً قدل تصل إلى أكثر من 100 كيلو، والشظايا التي تخرج من اليورانيوم تؤثّر على البيئة وتسبّب السرطانات للإنسان.
- يوضع اليورانيوم في جهاز حفظ التوازن في الطائرات بسبب الوزن الثقيل لليورانيوم.
- تعتبر طاقة جيّدة وممتازة في المنشآت التي تعمل على اليورانيوم، فمن خلال غرامات بسيطة من اليورانيوم ممكن أن تجعل الآلات تعمل لسنين طويلة على الطاقة النوويّة الموجود في مادّة اليورانيوم.
- يمكن الإستفادة من اليورانيوم في مولّدات الكهرباء (توليد الكهرباء)، وتحلية مياه البحار.
- عمر النصف لليورانيوم قد يصل إلى 4.9 مليار سنة، فمن خلال غرامات بسيطة من اليورانيوم ممكن أن تضيء مدينة بأكملها لمدّة مئات السنين، فهي طاقة متجدّد و لا تَنضَب.