السبت، 5 ديسمبر، 2009

- تخصيب اليورانيوم بين السلم والحرب.

نقرأ يومياً فى الصحف ونسمع فى القنوات الإخبارية مصطلح
" تخصيب اليورانيوم"
ولكن معظمنا لا يعلم ماهو اليورانيوم وما هى عملية التخصيب !!
(قطعة معدنية غنية جداً باليورانيوم)

اليورانيوم هو عنصر كيميائى فلزى مشع موجود فى الطبيعة فى القشرة الأرضية وماء البحر بنسب مختلفة ومعدن اليورانيوم اثقل المعادن الموجودة فى الطبيعة ويتكون اليورانيوم الطبيعى فى الغالب من خليط من نظيرين مشعين من اليورانيوم
هما:-
  •  يورانيوم 235 بنسبة قليلة جداً تصل إلى 0.7%.
  •  يورانيوم 238 بنسبة تصل إلى 99.3%.
  •  ويوجد يورانيوم 234 كشوائب داخل المادة الخام.
وهذه الأرقام تدل على مجموع عدد البروتونات والنيترونات الموجودة فى نواة الذرة وبالتالى تدل على كتلة الأنوية.

ولكن يعتبر يورانيوم 235 هو الوقود الرئيسى المستخدم فى المفاعلات النووية لماذا ؟؟

لأن يورانيوم 235 فقط هو القابل للإنشطار عند قذفه بنيترونات فينشطر مولداً طاقة حرارية هائلة ولكن نسبته ضئيلة ( كما ذكرنا سابقاً 0.7%) ولهذا يجب زيادة نسبة يورانيوم 235 فى اليورانيوم الطبيعى حتى يمكن استخدامه فى توليد تلك الطاقة الحرارية وهذه الزيادة فى نسبة يورانيوم 235 تسمى " تخصيب اليورانيوم".

ويمر اليورانيوم قبل التخصيب بعدة خطوات :-
فبعد استخراج اليورانيوم الخام من المناجم يتم تنقيته إلى ما يسمى بأكسيد اليورانيوم المركز ويطلقون عليه ( الكعكة الصفراء) ثم تحويل أكسيد اليورانيوم إلى غاز سادس فلورايد اليورانيوم(UF6) أى تحويله إلى صورة غازية حيث يسهل تخصيبه بعد ذلك.

وهناك خمسة طرق لتخصيب اليورانيوم :-
  •  طريقة الطرد المركزى:-
وهى الأكثر انتشارا وذلك لكلفتها القليلة مقارنة بغيرها من الطرق.
وتعتمد على إدخال غاز سادس فلورايد اليورانيوم فى اسطوانات عمودية الشكل والقيام بعمليات فيزيائية معينة وبذلك يصعد اليورانيوم 235 (الأخف) إلى أعلى ويتم إزالته من أعلى ويهبط اليورانيوم 238( الأثقل ) إلى أسفل ويتم إزالته من اسفل وتكرر الخطوة حتى يصل تركيز يورانيوم 235 إلى النسبة المطلوبة.
  •  طريقة الإنتشار الغازي:-
وتعتمد على قانون جراهام للإنتشار والتدفق (Grahams law of diffusion and effusion) والذى ينص على أن: " سرعة انتشار غاز تتناسب تناسباً عكسياً مع الجذر التربيعي لكثافته أو كتلته المولية "وبالتالى عند إمرار غاز سادس فلورايد اليورانيوم فى حواجز أو أغشية بها ثقوب فتمر ذرات اليورانيوم الأخف (235) اسرع من اليورانيوم الأثقل (238) وبالتالى يحتوي الغاز الذي يمر عبر الحاجز على نسبة عالية من يورانيوم235 وتكرر العملية لنحصل على التركيز المطلوب.
  • التخصيب بالنفث عبر فوهة :-
وفكرة هذه الطريقة هي أن "الغاز مثل غاز سادس فلورايد اليورانيوم اذا و قع تحت ضغط عالي و سار بسرعة عالية و مر عبر منحنى فإن قوة الطرد المركزية سوف تعمل على فصل الجزيئات الخفيفة عن الثقيلة". 
  •  التخصيب بالتبادل الكيميائي : وهذه الطريقة مازالت قيد البحث والتطوير.
**وتعتمد فكرة تخصيب اليورانيوم بالطرق السابقة على أن اليورانيوم  238 أثقل من اليورانيوم 235 بنسبة بسيطة تبلغ 0.85%، وهذا الفرق البسيط في الكتلة هو الذي يستخدم لفصل النظيرين عن بعضهما.
  •  طريقة الفصل بالليزر (طريقة البخار):-
ويتم فيها إستخدام ضوء الليزر فى إثارة ذرات يورانيوم 235 عن طريق استغلال الفرق البسيط في طيف الامتصاص بين 235 و 238 (أى أنها تعتمد على الفرق الإلكترونى لكل نظير) ثم سحب هذه الذرات المثارة عن طريق مجال كهربائي او مغناطيسي الى خارج الوسط وبهذه الطريقة يتم الحصول على نسبة كبيرة من اليورانيوم المخصب من مرة واحدة فقط دون الحاجة الى تكرارها ولكنها
تقابل صعوبات تقنية يحاول العلماء حلها حالياً.

ويستخدم اليورانيوم المخصب الذى وصلت نسبته من 3% إلى 5% كوقود فى المفاعلات لإنتاج الطاقة السلمية.
ولكن لكى يتم إستخدام اليورانيوم كوقود فى إنتاج الأسلحة النووية يجب أن تصل نسبة يورانيوم 235 حتى20% إلى 90% حسب نوع السلاح النووى.

ولذلك يتم التفتيش دوريا من قبل الوكالة الدولية للطاقة الذرية على المفاعلات النووية لمراقبة نسبة اليورانيوم المخصب والتى هى الفاصل بين الإستخدام السلمى والحربى للطاقة النووية.

د إبراهيم ..
*المراجع:- مصادر علمية متخصصة.

هناك 5 تعليقات:

  1. عنصر السلم الذي يشعل الحروب
    أسأل الله أن يوفق مصر في مشروعها السلمي لإنتاج الطاقة الذرية

    ردحذف

مَا يَلْفِظُ مِن قَوْلٍ إِلَّا لَدَيْهِ رَقِيبٌ عَتِيدٌ ..ق18