معلومات قيمة عن اليورانيوم...
استخدمت واشنطن وحلفاؤها في حرب الخليج 1991 قذائف خارقة للمدرعات مصنوعة من اليورانيوم المنضب- حيث استخدمت هذه الأسلحة لأول مرة في الحرب على العراق.** ومنذ تلك الفترة ولغاية الوقت الحاضر بقيت جبهات القتال والأماكن التي استخدمت فيها هذه الأسلحة قاحلة ذات فاعلية إشعاعية سُمّية نشطة. لأسلحة اليورانيوم المنضب قوة شديدة الفعالية لاختراق الدروع، لما يتميز به هذا المعدن من شدة الكثافة وقوة الصلابة والسرعة والأداء العالي في تدمير المدرعات وعلى مسافات بعيدة مقارنة ببقية المعادن. وأصبحت تستخدم في أنظمة الأسلحة بعد نجاح استخدامها لأول في ضرب العراق. وهذه المادة DU هي حصيلة جانبية/ نفايات by product لعملية تخصيب اليورانيوم الطبيعي في المفاعلات الذرية لإنتاج الطاقة والأسلحة النووية. حالما تصطدم قذيفة اليورانيوم المنضب بجسم صلب مثل مدرعة تنفجر إلى ذرات (غبار ذري) نارية ذات حرارة عالية جداً، وتبقى في المكان ذاته لسنوات طويلة جداً (في حالة عدم تنظيف المكان منها). أكد خبراء عديدون علاوة على التقارير الصادرة أن القوات الأمريكية والبريطانية أطلقت 940 ألف قذيفة يورانيوم منضب خلال حرب 1991. ترفض البنتاغون/ إدارة الدفاع الأمريكية الكشف عن أية معلومات بشأن الآثار التي تولدها أسلحة اليورانيوم المنضب على البيئة والصحة العامة. لكن أطباء عراقيون ينسبون تصاعد انتشار السرطان والولادات المشوهة/ الناقصة في العراق والمنطقة إلى استخدام القوات الأمريكية والبريطانية لهذه الأسلحة. أوحت بحوث كثيرة أجريت خارج العراق أن أسلحة اليوارنيوم المنضب يمكن أن تسببت في ظهور الأعراض المرضية التي تزامنت مع حرب الخليج والتي أصابت أيضاً عشرات الآلاف من جنود جيش الغزاة في حرب الخليج. استخدمت الولايات المتحدة 320 طن من اليورانيوم المنضب أثناء حرب الخليج وحدها (1100-2200 طن خلال حرب 2003
كذلك استخدمت القوات البريطانية اليورانيوم المنضب في جانب من أسلحتها. نشر أطباء عراقيون تقارير عن نمو خطير للسرطان والولادات المشوهة خلال الفترة 1991(و) 2003، وهي ذات الفترة التي استخدمت فيها هذه الأسلحة ضد العراق. كما نشرت منظمة الصحة الدولية Who عام 2001 دراسة عن اليورانيوم الناضب بعد تصاعد الشكوك الجادة بشأن أضرارها الصحية والبيئية وزعمت أن تأثيرات أسلحة اليورانيوم المنضب قليلة جداً على الصحة. لكن أحد العلماء- الدكتور كيث بافرستوك) ممن عملوا في هذه المنظمة في ذات الوقت صرّح لإذاعة بي بي سي أن الفريق القائم على الدراسة استبعدت دراسة أخرى انتهت إلى أن اليورانيوم المنضب يسبب السرطان. وأضاف فابرستوك أن استنشاق ذرات الغبار المنبعثة عن استخدام أسلحة اليورانيوم المنضب تولد آثاراً سُمّية جينية على الـ Dna. "بعد الاستشاق يتجه الغبار عميقاً إلى الرئة ويصبح من الصعب تنظيفها. الجزء غير القابل للذوبان يخلق خطر: جزء إشعاعي، وجزء آخر كيميائي سُمّي في الرئة. وفي مرحلة لاحقة تنتشر تلك المادة في الجسم ومجرى الدم وتسبب أضراراً بالغة في مخ العظم- لوكيميا- ابيضاض الدم، النظام الليمفاوي والكلى." لا زالت القوات الأمريكية والبريطانية في العراق مستمرة في استخدام أسلحة اليورانيوم المنضب متجاهلين التأثيرات القاتلة لهذه الأسلحة على حياة المدنيين والبيئة العامة. كذلك تم الكشف عن أن جيش الاحتلال الإسرائيلي استخدم أسلحة اليورانيوم في عدوانه الأخير على لبنان. ارتفع معدل الإصابات بالسرطان في العراق إلى عشرة أمثاله. وتضاعف عدد الولادات المشوهة في البلاد إلى خمسة أمثاله منذ حرب 1991. وهناك قناعة واسعة أن أسباب هذه الأمراض، الحديثة بالنسبة للعراق، تكمن في استخدام أسلحة اليورانيوم المنضب. حاول الكثير من العلماء التحقيق في هذه الأحداث لكن واشنطن منعت أية محاولة لفحص آثار هذه الحروب.
[تحرير] اليورانيوم الطبيعي
اليورانيوم هو المكون الوحيد الذي يمكن أن ينتج طاقة نووية ، يحتوي اليورانيوم الطبيعي على ذرات ذات كتلات مختلفة تسمى النظائر وتوجد عادة في (اليورانيوم 238) و(اليورانيوم )235. والنسب كمايلي:
(اليورانيوم 238 )- 99,3 %
(اليورانيوم 235) -0,7 %
النظائر الأخرى - 0,01 %
[تحرير] مراحل إستخلاص اليورانيوم
1- استخلاص معدن اليورانيوم الخام من المناجم ( حوالي 1-5 كلغ للطن) ، ثم التنقية ثم التحويل.
2- يتم سحق المعدن تمهيداً لاستخلاصه وينتج عن ذلك مسحوق بني الكعكة الصفراء الذي يحتوي على 70% من ثاني أكسيد اليورانيوم- (أكسيد اليورانيوم المركز).
3- تحويل أكسيد اليورانيوم (الكعكة الصفراء) إلى غاز هكسا فلورايد اليورانيوم.
4- التخصيب - بغرض زيادة محتوى اليورانيوم 235 خلال عملية فصل النظائر- تزيد من نسبة اليورانيوم 235 بفصله عن اليورانيوم 238.
[تحرير] عملية التخصيب
التخصيب بواسطة الدفع المركزي للغاز
التخصيب بواسطة الدفع المركزي للغاز1-التخصيب هو عملية فصل اليورانيوم 238 واليورانيوم 235 ، ويتم بواسطة الطرد المركزي للغاز. حيث يتم تغذية الاسطوانة الدائرة (الطرد المركزي) -التي تدور على قاعدة يديرها محرك - بغاز اليورانيوم هكسا فلورايد - 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.
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.
أنظـــر : مفاعل نووي
[تحرير] اليورانيوم المخصب
نسب اليورانيوم القابل للاشتعال قبل وبعد الخصيب حيث تزيد النسبة من 0,7% في حالة اليورانيوم الطبيعي إلى نسبة من 3-5% بعد التخصيبيستخدم اليورانيوم المخصب في صناعة القنابل النووية، حيث يجب أن يرتفع مستوى اليورانيوم 235 قبل أن يتم حرقه كوقود في المفاعلات النووية أو أستخدامه لصنع الأسلحة النووية.
[تحرير] الأسلحة النووية:
خلال فترة عام يمكن لعدد 1500 من أجهزة الطرد المركزي أن تنتج كمية كافية من اليورانيوم عالي التخصيب لإنتاج قنبلة نووية واحدة. في حالة الأسلحة النووية يكون مستوى اليورانيوم 235 فوق 90% مقارنة بنسبة اليورانيوم 238 وبذلك يكون اليورانيوم 235 قابل للاحتراق.
[تحرير] المفاعلات النووية:
في هذه الحالة أن تكون نسبة (اليورانيوم 235) 3-5% (4-5%) مقارنة باليوراينوم 238 يكون اليورانيوم 238 غير قابل للاحتراق.
الأنشطار النووي Nuclear fission هي عملية انشطار نواة ذرة ما الى قسمين او اكثر ويتحول بهذه العملية مادة معينة الى مادة اخرى وينتج عن عملية الأنشطار هذه نيوترونات و فوتونات حرة( بالاخص اشعة گاما) ودقائق نووية مثل دقائق ألفا alpha particles ودقائق بيتا beta particles. يؤدي انشطار العناصر الثقيلة الى تكوين كميات ضخمة من الطاقة المتحركة.
تستعمل عملية الأنشطار النووي لتزويد الوقود لمولدات الطاقة النووية وتحفيز انفجار الأسلحة النووية واذا امكن اخضاع عنصر ثقيل الى سلسلة من الأنشطارات النووية فان ذلك سيؤدي الى تكوين ما يسمى بالوقود النووي ويتم تحفيز هذه السلسلة المتاعقبة من الأنشطارات النووية في المفاعلات النووية ويعتبر اليورانيوم-235 و البلوتونيوم - 239 من اكثر انواع الوقود النووي استعمالا. تبلغ كمية الطاقة الناتجة من كمية معينة من الوقود النووي ملايين اضعاف الطاقة الناتجة من نفس الكمية من البنزين.
[تحرير] تفاصيل عملية الأنشطار النووي
يختلف الانشطار النووي عن عملية التحلل الإشعاعي من ناحية انه يمكن السيطرة على عملية الأنشطار النووي خارجيا. تقوم النيوترونات الحرة الناتجة من كل عملية انشطار إلى تحفيز انشطارات اخرى التي بالتالى تؤدي الى تكوين نيوترونات حرة اخرى وتستمر هذه السلسلة من الفعاليات مؤدية إلى إنتاج كميات هائلة من الطاقة.
يطلق على نظائر عناصر كيميائية لها القدرة على تحمل هذه السلسلة الطويلة من الأنشطارات النووية اسم الوقود النووي. من أكثر أنواع الوقود النووي استعمالا هي اليورانيوم ذو كتلة ذرية رقم 235 (يورانيوم-235) و بلوتونيوم ذو كتلة ذرية رقم 239 (بلوتونيوم-239) , هذين العنصرين ينشطران بصورة بطيئة جدا تحت الظروف الطبيعية التي تسمى ب الانشطار التلقائي spontaneous fission وتاخذ هذة العملية التلقائية مايقارب 550 مليون سنة على أقل تقدير ولكن عملية الانشطار هذه يتم تحفيزها والإسراع بها في المفاعلات النوويةتنتج عادة عن سلسلة من الأنشطارات في المواد المذكورة اعلاه طاقة حركية هائلة تقدر بحوالي المئات من الكترون فولت وللتوضيح فان 0.03 الكترون فولت قادر على تدفئة منزل صغير . يرجع السبب الرئيسي في تفضيل اليورانيوم لاجراء عملية الأنشطار النووي عليه لغرض تصنيع الأسلحة النووية الى كون النظير 235 لليورانيوم او مايسمى يورانيوم-235 خفيف الكتلة ويمكن تحفيز انشطاره بسهولة بواسطة تسليط حزمة من النيوترون عليه وبعد الأنشطار يتولد 2.5 نيوترون وهذه الكمية من النيوترون كافية لاستمرار عمليات انشطار متسلسلة و متعاقبة.
ما هو تخصيب اليورانيوم؟
* عملية التخصيب عبارة عن عزل نظائر عناصر كيميائية محددة Isotope separation 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 واليورانيوم المنضب. وتتم عملية التخصيب على مراحل، حيث يتم في كل مرحلة عزل كميات أكبر من النظائر غير المرغوبة، حيث يزداد العنصر تخصيبا بعد كل مرحلة لحد الوصول الى نسبة النقاء المطلوبة. فعلى سبيل المثال اليورانيوم المخصب عبارة عن يورانيوم تمت زيادة نسبة نظائر اليورانيوم-235 فيه وإزالة النظائر الأخرى. وعملية التخصيب هذه صعبة ومكلفة وتكمن الصعوبة في ان النظائر التي يراد إزالتها من اليورانيوم شبيهة جدا من ناحية الوزن للنظائر التي يرغب بالابقاء عليها وتخصيبها، وتتم عملية التخصيب باستخدام الحرارة عبر سائل أو غاز لتساهم في عملية عزل النظائر غير المرغوبة، وهناك طرق أخرى أكثر تعقيدا كاستعمال الليزر أو الأشعة الكهرومغناطيسية.
وتبلغ نسبة اليورانيوم-235 الذي يراد تخصيبه من اجمالي ذرة اليورانيوم الطبيعي نسبة 0.7% فقط، ولكن هذا الجزء هو المرغوب فيه، لكونه أخف من ناحية الكتلة من الأجزاء الأخرى من اليورانيوم الطبيعي. الجزء المتبقي من اليورانيوم الطبيعي بعد استخلاص جزء اليورانيوم-235 يسمى اليورانيوم-238.
* هناك ثلاثة مستويات من اليورانيوم المخصب:
اليورانيوم ذو الخصوبة العالية Highly enriched uranium ويحتوي على 20% من اليورانيوم-235.
اليورانيوم ذو الخصوبة الواطئة Low-enriched uranium ويحتوي على اقل من 20% من اليورانيوم-235. اليورانيوم ذو الخصوبة المحدودة Slightly enriched uranium وتحتوي على 0.9% الى 2% من اليورانيوم-235.
تم تخصيب اليورانيوم لأول مرة في الولايات المتحدة بعد الحرب العالمية الثانية، حيث تم بناء 3 من المفاعلات النووية في ولايات «تينيسي» و «أوهايو» و«كنتاك»، وكانت الطريقة المستعملة عبارة عن ضخ كميات كبيرة من اليورانيوم على شكل غاز يورانيوم هيكسافلوريد uranium hexafluoride الى حواجز ضخمة تحوي ملايين الثقوب الصغيرة جدا، وبهذه الطريقة يتم انتشار اليورانيوم-235 (وهو الجزء المطلوب) بسرعة أكبر ونسبة الى اليورانيوم-238 (وهو الجزء غير المرغوب فيه لكونه أثقل)، وتم استغلال الفرق في سرعة الانتشار وجمع كميات هائلة من اليورانيوم-235، وتمتلك الولايات المتحدة يورانيوما مخصبا من النوع العالي الخصوبة بنسبة 90%.
مصادر اليورانيوم
اليورانيوم يوجد في معظم القارات. توضح الخريطة المواقع المعروفة لرواسب اليورانيوم الرئيسية. تمتلك الولايات المتحدة أكبر الرواسب، تليها كندا ثم أستراليا. ولا تتوفر معلومات عن رواسب اليورانيوم في بعض الأقطار.
المصدر الأساسي لليورانيوم هو اليورانينيت، ومن أهم أنواعه البتشبلند، الذي اكتشف فيه اليورانيوم لأول مرة. ومن الخامات الرئيسية الأخرى اليورانوفان والكوفينيت والكارنوتيت. وقد يحتوي الحجر الجيري والطفل والفوسفات على ترسبات قيمة من خامات اليورانيوم، بينما يحتوي الجرانيت عادة على كميات قليلة من اليورانيوم.
وفي أوائل القرن الحادي والعشرين بلغ إجمالي وزن اليورانيوم القابل للتعدين بتكاليف معقولة حوالي 3.100.000 طن متري. ويبلغ إنتاج العالم السنوي من اليورانيوم حوالي 40.200 طن متري. وتأتي كندا في مقدمة الدول المنتجة لليورانيوم في العالم، حيث تنتج منطقة ساسكاتشوان أكثر من نصف ما تنتجه كندا من اليورانيوم
استخدمت واشنطن وحلفاؤها في حرب الخليج 1991 قذائف خارقة للمدرعات مصنوعة من اليورانيوم المنضب- حيث استخدمت هذه الأسلحة لأول مرة في الحرب على العراق.** ومنذ تلك الفترة ولغاية الوقت الحاضر بقيت جبهات القتال والأماكن التي استخدمت فيها هذه الأسلحة قاحلة ذات فاعلية إشعاعية سُمّية نشطة. لأسلحة اليورانيوم المنضب قوة شديدة الفعالية لاختراق الدروع، لما يتميز به هذا المعدن من شدة الكثافة وقوة الصلابة والسرعة والأداء العالي في تدمير المدرعات وعلى مسافات بعيدة مقارنة ببقية المعادن. وأصبحت تستخدم في أنظمة الأسلحة بعد نجاح استخدامها لأول في ضرب العراق. وهذه المادة DU هي حصيلة جانبية/ نفايات by product لعملية تخصيب اليورانيوم الطبيعي في المفاعلات الذرية لإنتاج الطاقة والأسلحة النووية. حالما تصطدم قذيفة اليورانيوم المنضب بجسم صلب مثل مدرعة تنفجر إلى ذرات (غبار ذري) نارية ذات حرارة عالية جداً، وتبقى في المكان ذاته لسنوات طويلة جداً (في حالة عدم تنظيف المكان منها). أكد خبراء عديدون علاوة على التقارير الصادرة أن القوات الأمريكية والبريطانية أطلقت 940 ألف قذيفة يورانيوم منضب خلال حرب 1991. ترفض البنتاغون/ إدارة الدفاع الأمريكية الكشف عن أية معلومات بشأن الآثار التي تولدها أسلحة اليورانيوم المنضب على البيئة والصحة العامة. لكن أطباء عراقيون ينسبون تصاعد انتشار السرطان والولادات المشوهة/ الناقصة في العراق والمنطقة إلى استخدام القوات الأمريكية والبريطانية لهذه الأسلحة. أوحت بحوث كثيرة أجريت خارج العراق أن أسلحة اليوارنيوم المنضب يمكن أن تسببت في ظهور الأعراض المرضية التي تزامنت مع حرب الخليج والتي أصابت أيضاً عشرات الآلاف من جنود جيش الغزاة في حرب الخليج. استخدمت الولايات المتحدة 320 طن من اليورانيوم المنضب أثناء حرب الخليج وحدها (1100-2200 طن خلال حرب 2003
كذلك استخدمت القوات البريطانية اليورانيوم المنضب في جانب من أسلحتها. نشر أطباء عراقيون تقارير عن نمو خطير للسرطان والولادات المشوهة خلال الفترة 1991(و) 2003، وهي ذات الفترة التي استخدمت فيها هذه الأسلحة ضد العراق. كما نشرت منظمة الصحة الدولية Who عام 2001 دراسة عن اليورانيوم الناضب بعد تصاعد الشكوك الجادة بشأن أضرارها الصحية والبيئية وزعمت أن تأثيرات أسلحة اليورانيوم المنضب قليلة جداً على الصحة. لكن أحد العلماء- الدكتور كيث بافرستوك) ممن عملوا في هذه المنظمة في ذات الوقت صرّح لإذاعة بي بي سي أن الفريق القائم على الدراسة استبعدت دراسة أخرى انتهت إلى أن اليورانيوم المنضب يسبب السرطان. وأضاف فابرستوك أن استنشاق ذرات الغبار المنبعثة عن استخدام أسلحة اليورانيوم المنضب تولد آثاراً سُمّية جينية على الـ Dna. "بعد الاستشاق يتجه الغبار عميقاً إلى الرئة ويصبح من الصعب تنظيفها. الجزء غير القابل للذوبان يخلق خطر: جزء إشعاعي، وجزء آخر كيميائي سُمّي في الرئة. وفي مرحلة لاحقة تنتشر تلك المادة في الجسم ومجرى الدم وتسبب أضراراً بالغة في مخ العظم- لوكيميا- ابيضاض الدم، النظام الليمفاوي والكلى." لا زالت القوات الأمريكية والبريطانية في العراق مستمرة في استخدام أسلحة اليورانيوم المنضب متجاهلين التأثيرات القاتلة لهذه الأسلحة على حياة المدنيين والبيئة العامة. كذلك تم الكشف عن أن جيش الاحتلال الإسرائيلي استخدم أسلحة اليورانيوم في عدوانه الأخير على لبنان. ارتفع معدل الإصابات بالسرطان في العراق إلى عشرة أمثاله. وتضاعف عدد الولادات المشوهة في البلاد إلى خمسة أمثاله منذ حرب 1991. وهناك قناعة واسعة أن أسباب هذه الأمراض، الحديثة بالنسبة للعراق، تكمن في استخدام أسلحة اليورانيوم المنضب. حاول الكثير من العلماء التحقيق في هذه الأحداث لكن واشنطن منعت أية محاولة لفحص آثار هذه الحروب.
[تحرير] اليورانيوم الطبيعي
اليورانيوم هو المكون الوحيد الذي يمكن أن ينتج طاقة نووية ، يحتوي اليورانيوم الطبيعي على ذرات ذات كتلات مختلفة تسمى النظائر وتوجد عادة في (اليورانيوم 238) و(اليورانيوم )235. والنسب كمايلي:
(اليورانيوم 238 )- 99,3 %
(اليورانيوم 235) -0,7 %
النظائر الأخرى - 0,01 %
[تحرير] مراحل إستخلاص اليورانيوم
1- استخلاص معدن اليورانيوم الخام من المناجم ( حوالي 1-5 كلغ للطن) ، ثم التنقية ثم التحويل.
2- يتم سحق المعدن تمهيداً لاستخلاصه وينتج عن ذلك مسحوق بني الكعكة الصفراء الذي يحتوي على 70% من ثاني أكسيد اليورانيوم- (أكسيد اليورانيوم المركز).
3- تحويل أكسيد اليورانيوم (الكعكة الصفراء) إلى غاز هكسا فلورايد اليورانيوم.
4- التخصيب - بغرض زيادة محتوى اليورانيوم 235 خلال عملية فصل النظائر- تزيد من نسبة اليورانيوم 235 بفصله عن اليورانيوم 238.
[تحرير] عملية التخصيب
التخصيب بواسطة الدفع المركزي للغاز
التخصيب بواسطة الدفع المركزي للغاز1-التخصيب هو عملية فصل اليورانيوم 238 واليورانيوم 235 ، ويتم بواسطة الطرد المركزي للغاز. حيث يتم تغذية الاسطوانة الدائرة (الطرد المركزي) -التي تدور على قاعدة يديرها محرك - بغاز اليورانيوم هكسا فلورايد - 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.
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.
أنظـــر : مفاعل نووي
[تحرير] اليورانيوم المخصب
نسب اليورانيوم القابل للاشتعال قبل وبعد الخصيب حيث تزيد النسبة من 0,7% في حالة اليورانيوم الطبيعي إلى نسبة من 3-5% بعد التخصيبيستخدم اليورانيوم المخصب في صناعة القنابل النووية، حيث يجب أن يرتفع مستوى اليورانيوم 235 قبل أن يتم حرقه كوقود في المفاعلات النووية أو أستخدامه لصنع الأسلحة النووية.
[تحرير] الأسلحة النووية:
خلال فترة عام يمكن لعدد 1500 من أجهزة الطرد المركزي أن تنتج كمية كافية من اليورانيوم عالي التخصيب لإنتاج قنبلة نووية واحدة. في حالة الأسلحة النووية يكون مستوى اليورانيوم 235 فوق 90% مقارنة بنسبة اليورانيوم 238 وبذلك يكون اليورانيوم 235 قابل للاحتراق.
[تحرير] المفاعلات النووية:
في هذه الحالة أن تكون نسبة (اليورانيوم 235) 3-5% (4-5%) مقارنة باليوراينوم 238 يكون اليورانيوم 238 غير قابل للاحتراق.
الأنشطار النووي Nuclear fission هي عملية انشطار نواة ذرة ما الى قسمين او اكثر ويتحول بهذه العملية مادة معينة الى مادة اخرى وينتج عن عملية الأنشطار هذه نيوترونات و فوتونات حرة( بالاخص اشعة گاما) ودقائق نووية مثل دقائق ألفا alpha particles ودقائق بيتا beta particles. يؤدي انشطار العناصر الثقيلة الى تكوين كميات ضخمة من الطاقة المتحركة.
تستعمل عملية الأنشطار النووي لتزويد الوقود لمولدات الطاقة النووية وتحفيز انفجار الأسلحة النووية واذا امكن اخضاع عنصر ثقيل الى سلسلة من الأنشطارات النووية فان ذلك سيؤدي الى تكوين ما يسمى بالوقود النووي ويتم تحفيز هذه السلسلة المتاعقبة من الأنشطارات النووية في المفاعلات النووية ويعتبر اليورانيوم-235 و البلوتونيوم - 239 من اكثر انواع الوقود النووي استعمالا. تبلغ كمية الطاقة الناتجة من كمية معينة من الوقود النووي ملايين اضعاف الطاقة الناتجة من نفس الكمية من البنزين.
[تحرير] تفاصيل عملية الأنشطار النووي
يختلف الانشطار النووي عن عملية التحلل الإشعاعي من ناحية انه يمكن السيطرة على عملية الأنشطار النووي خارجيا. تقوم النيوترونات الحرة الناتجة من كل عملية انشطار إلى تحفيز انشطارات اخرى التي بالتالى تؤدي الى تكوين نيوترونات حرة اخرى وتستمر هذه السلسلة من الفعاليات مؤدية إلى إنتاج كميات هائلة من الطاقة.
يطلق على نظائر عناصر كيميائية لها القدرة على تحمل هذه السلسلة الطويلة من الأنشطارات النووية اسم الوقود النووي. من أكثر أنواع الوقود النووي استعمالا هي اليورانيوم ذو كتلة ذرية رقم 235 (يورانيوم-235) و بلوتونيوم ذو كتلة ذرية رقم 239 (بلوتونيوم-239) , هذين العنصرين ينشطران بصورة بطيئة جدا تحت الظروف الطبيعية التي تسمى ب الانشطار التلقائي spontaneous fission وتاخذ هذة العملية التلقائية مايقارب 550 مليون سنة على أقل تقدير ولكن عملية الانشطار هذه يتم تحفيزها والإسراع بها في المفاعلات النوويةتنتج عادة عن سلسلة من الأنشطارات في المواد المذكورة اعلاه طاقة حركية هائلة تقدر بحوالي المئات من الكترون فولت وللتوضيح فان 0.03 الكترون فولت قادر على تدفئة منزل صغير . يرجع السبب الرئيسي في تفضيل اليورانيوم لاجراء عملية الأنشطار النووي عليه لغرض تصنيع الأسلحة النووية الى كون النظير 235 لليورانيوم او مايسمى يورانيوم-235 خفيف الكتلة ويمكن تحفيز انشطاره بسهولة بواسطة تسليط حزمة من النيوترون عليه وبعد الأنشطار يتولد 2.5 نيوترون وهذه الكمية من النيوترون كافية لاستمرار عمليات انشطار متسلسلة و متعاقبة.
ما هو تخصيب اليورانيوم؟
* عملية التخصيب عبارة عن عزل نظائر عناصر كيميائية محددة Isotope separation 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 واليورانيوم المنضب. وتتم عملية التخصيب على مراحل، حيث يتم في كل مرحلة عزل كميات أكبر من النظائر غير المرغوبة، حيث يزداد العنصر تخصيبا بعد كل مرحلة لحد الوصول الى نسبة النقاء المطلوبة. فعلى سبيل المثال اليورانيوم المخصب عبارة عن يورانيوم تمت زيادة نسبة نظائر اليورانيوم-235 فيه وإزالة النظائر الأخرى. وعملية التخصيب هذه صعبة ومكلفة وتكمن الصعوبة في ان النظائر التي يراد إزالتها من اليورانيوم شبيهة جدا من ناحية الوزن للنظائر التي يرغب بالابقاء عليها وتخصيبها، وتتم عملية التخصيب باستخدام الحرارة عبر سائل أو غاز لتساهم في عملية عزل النظائر غير المرغوبة، وهناك طرق أخرى أكثر تعقيدا كاستعمال الليزر أو الأشعة الكهرومغناطيسية.
وتبلغ نسبة اليورانيوم-235 الذي يراد تخصيبه من اجمالي ذرة اليورانيوم الطبيعي نسبة 0.7% فقط، ولكن هذا الجزء هو المرغوب فيه، لكونه أخف من ناحية الكتلة من الأجزاء الأخرى من اليورانيوم الطبيعي. الجزء المتبقي من اليورانيوم الطبيعي بعد استخلاص جزء اليورانيوم-235 يسمى اليورانيوم-238.
* هناك ثلاثة مستويات من اليورانيوم المخصب:
اليورانيوم ذو الخصوبة العالية Highly enriched uranium ويحتوي على 20% من اليورانيوم-235.
اليورانيوم ذو الخصوبة الواطئة Low-enriched uranium ويحتوي على اقل من 20% من اليورانيوم-235. اليورانيوم ذو الخصوبة المحدودة Slightly enriched uranium وتحتوي على 0.9% الى 2% من اليورانيوم-235.
تم تخصيب اليورانيوم لأول مرة في الولايات المتحدة بعد الحرب العالمية الثانية، حيث تم بناء 3 من المفاعلات النووية في ولايات «تينيسي» و «أوهايو» و«كنتاك»، وكانت الطريقة المستعملة عبارة عن ضخ كميات كبيرة من اليورانيوم على شكل غاز يورانيوم هيكسافلوريد uranium hexafluoride الى حواجز ضخمة تحوي ملايين الثقوب الصغيرة جدا، وبهذه الطريقة يتم انتشار اليورانيوم-235 (وهو الجزء المطلوب) بسرعة أكبر ونسبة الى اليورانيوم-238 (وهو الجزء غير المرغوب فيه لكونه أثقل)، وتم استغلال الفرق في سرعة الانتشار وجمع كميات هائلة من اليورانيوم-235، وتمتلك الولايات المتحدة يورانيوما مخصبا من النوع العالي الخصوبة بنسبة 90%.
مصادر اليورانيوم
اليورانيوم يوجد في معظم القارات. توضح الخريطة المواقع المعروفة لرواسب اليورانيوم الرئيسية. تمتلك الولايات المتحدة أكبر الرواسب، تليها كندا ثم أستراليا. ولا تتوفر معلومات عن رواسب اليورانيوم في بعض الأقطار.
المصدر الأساسي لليورانيوم هو اليورانينيت، ومن أهم أنواعه البتشبلند، الذي اكتشف فيه اليورانيوم لأول مرة. ومن الخامات الرئيسية الأخرى اليورانوفان والكوفينيت والكارنوتيت. وقد يحتوي الحجر الجيري والطفل والفوسفات على ترسبات قيمة من خامات اليورانيوم، بينما يحتوي الجرانيت عادة على كميات قليلة من اليورانيوم.
وفي أوائل القرن الحادي والعشرين بلغ إجمالي وزن اليورانيوم القابل للتعدين بتكاليف معقولة حوالي 3.100.000 طن متري. ويبلغ إنتاج العالم السنوي من اليورانيوم حوالي 40.200 طن متري. وتأتي كندا في مقدمة الدول المنتجة لليورانيوم في العالم، حيث تنتج منطقة ساسكاتشوان أكثر من نصف ما تنتجه كندا من اليورانيوم
