اليورانيوم

اليورانيوم 
The Uranium
 
 
اليورانيوم فلز مشع أبيض فضي اللون
رمزه الكيميائي
U

 وهو مصدر الطاقة المستخدمة في توليد الطاقة الكهربائية في كل محطات القدرة النووية التجارية الكبيرة
فبإمكان قطعة من اليورانيوم في حجم كرة المضرب
 إطلاق كمية من الطاقة تساوي كمية الطاقة التي تطلقها حمولة من الفحم الحجري
 يبلغ وزنها ثلاثة ملايين ضعف وزن قطعة اليورانيوم

وينتج اليورانيوم أيضًا الانفجارات الهائلة لبعض الأسلحة النووية
واليورانيوم هو ثاني أثقل عنصر موجود في الطبيعة بعد البلوتونيوم
ويستغل المهندسون ثقل اليورانيوم في عدد من التطبيقات
حيث يستخدمون اليورانيوم في البوصلات الدوارة في الطائرات
لحفظ توازن الجنيحات وغيرها من سطوح التحكم في الطائرات والمركبات الفضائية
وللوقاية من الإشعاع باستخدام اليورانيوم غطاء
واليورانيوم المستخدم في هذه التطبيقات ذو خاصية إشعاعية ضعيفة جدًا
ويستخدم العلماء اليورانيوم أيضًا لتحديد أعمار الصخور والمياه الجوفية
 وترسبات الترافرتين (أحد أشكال الحجر الجيري) في المواقع الأثرية

يوجد اليورانيوم أساسًا في الصخور
ولكن بتركيزات منخفضة جدًا
ففي المتوسط، يوجد 26 رطلاً فقط من اليورانيوم

 في كل مليون رطل من القشرة الأرضية
ويوجد اليورانيوم بتركيزات أقل من ذلك
 في الأنهار والبحيرات والمحيطات وغيرها من الأجسام المائية
حيث يوجد ما بين 0,1 رطل و10 أرطال من اليورانيوم
في كل بليون رطل من الماء
 بما تحتويه من مواد محتوية على اليورانيوم
اكتشف الكيميائي الألماني مارتن كلابروث اليورانيوم في عام 1789م
حيث وجده في البتشبلند

وهو معدن داكن
أسود مزرق اللون
وقد سمى كلابروث اليورانيوم على اسم كوكب أورانوس
الذي كان قد اكتشف في عام 1781م
وفي عام 1841م
 فصل الكيميائي الفرنسي يوجين بليجو اليورانيوم النقي من البتشبلند
 
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
نظائر اليورانيوم
يوجد اليورانيوم في الطبيعة في ثلاثة نظائر
(أشكال)
عددها الذري (عدد البروتونات في النواة) 92
ولكل من هذه النظائر عدد مختلف من النيوترونات
ولذلك تختلف هذه النظائر في العدد الكتلي الذري
(مجموع عدد البروتونات والنيوترونات في النواة)
ويحتوي أخف هذه النظائر على 92 بروتونًا و142 نيوترونًا
بعدد إجمالي قدره 234 من الجسيمات النووية
ويسمى هذا النظير اليورانيوم 234
والنظيران الطبيعيان الآخران لليورانيوم
 هما اليورانيوم 235 واليورانيوم 238
ويحتويان على 143 نيوترونًا و146 نيوترونًا على التوالي
ويشكل اليورانيوم 238 حوالي 99,28% من إجمالي اليورانيوم الطبيعي
بينما يمثل اليورانيوم 235
 حوالي
0,71%
واليورانيوم 234
حوالي
 0,006%
ويعرف اليورانيوم 238 باليورانيوم المستنفد
أو الخامد
أو المنضّب

واليورانيوم 235 هو النظير الطبيعي الوحيد الذي يمكن إخضاع نواته لعملية الانشطار
أي الانشقاق إلى نصفين
وتنطلق عن عملية الانشطار الطاقة النووية المستخدمة في محطات القدرة وفي الأسلحة
 
خواص اليورانيوم
الوزن الذري لليورانيوم 238,0289
وكثافته عند 25° م  19,05 جم
 لكل سنتيمتر مكعب
و ينصهر اليورانيوم عند 1,132°م
ويغلي عند 3,818°م
وهو ينتمي إلى مجموعة العناصر المسماة سلسلة الأكتينيدات
(الجدول الدوري)
 تاريخ العناصر 
ويتحد اليورانيوم بسهولة مع العناصر الأخرى
ويوجد في الطبيعة عادة مكونًا مركبات مع الأكسجين
وفي معظم المياه السطحية والجوفية يوجد اليورانيوم في شكل
 أكسيد أو كربونات أو فوسفات أو فلوريد أو كبريتات
وبالإضافة إلى ذلك
يتفاعل اليورانيوم مع الأحماض مكونًا مركبات تسمى أملاح اليورانيل
وكل مركبات اليورانيوم عالية السمية
النشاط الإشعاعي
كل نظائر اليورانيوم مشعة
حيث تنحل
 (تتفتت)
 نواة ذراتها مطلقة جسيمات وطاقة
وخاصة
 جسيمات ألفا وجسيمات بيتا وأشعة جاما
وعندما ينحل النظير يتحول إلى نظير آخر
وبحدوث سلسلة من الانحلالات يتحول اليورانيوم في النهاية إلى نظير للرصاص غير مشع
ويقيس العلماء معدل إشعاع أي نظير على أساس عمره النصفي
أي الفترة الزمنية التي يتبقى بعدها نصف عدد الذرات المكونة لعينة من النظير في شكل ذرات لذلك النظير
ولنظائر اليورانيوم أعمار نصفية طويلة
فالعمر النصفي لليورانيوم 238 يبلغ حوالي 4,5 بليون عام
ولليورانيوم 235 حوالي 700 مليون عام
ولليورانيوم 234 حوالي 250,000 عام
ويعتقد أن جزءًا كبيرًا من حرارة باطن الأرض ينتج عن الإشعاع الصادر عن اليورانيوم
قابلية الانشطار
ينشطر اليورانيوم 235 إلى شظيتين عند قذفه بنيوترون
وتنطلق عن ذلك طاقة
كما ينطلق نيوترونان أو أكثر
وتسبب هذه النيوترونات بدورها انشطار نوى أخرى
مطلقة أيضًا طاقة ونيوترونات
وتحت ظروف معينة
يمكن لهذه العملية أن تستمر في سلسلة من الانشطارات ذاتية الاستمرار تسمى التفاعل السلسلي
 
 
ولا تنشطر نواة اليورانيوم 238 عند قذفها بنيوترون إلا نادرًا
وذلك لأنها عادة تمتص النيوترونات التي تصطدم بها
 
 
كيف يعدَّن اليورانيوم ويعالج
الدول الرائدة في إنتاج اليورانيوم
تعدين اليورانيوم
تستخدم شركات التنقيب
 ثلاث طرق رئيسية لاستخراج اليورانيوم من الأرض 

 
1

 التعدين المحلولي المكاني 

 2

 التعدين المكشوف

3

 التعدين الأرضي 
 
 التعدين المحلولي المكاني 
يبدأ التعدين المحلولي المكاني بضخ محلول خاص عبر ثقوب تحفر في باطن الأرض لتذويب أكاسيد اليورانيوم
 ويضخ المحلول المحتوي على الأكاسيد بعد ذلك إلى حاويات موضوعة على السطح
وفي كل الحالات تقريبًا
 تكون الثقوب المستخدمة في التعدين المحلولي المكاني محفورة مسبقًا ضمن جهود التنقيب عن ترسبات اليورانيوم
حيث يستخدمها المنقبون
أثناء عمليات الاستكشاف الأولية لإنزال كاشفات الإشعاع
التعدين المكشوف
في هذا النوع من التعدين تستخدم المتفجرات لتفتيت الصخور التي تغطي ترسبات اليورانيوم قرب سطح الأرض
 يحفر المنقبون ثقوبًا تملأ بالمتفجرات
 وبعد الانفجارات تستخدم جرافات ضخمة لإبعاد الكتل الصخرية
 ثم تستخدم جرافات أصغر لاستخراج خام اليورانيوم
التعدين الأرضي
يستخدم التعدين الأرضي في حالة وجود خام اليورانيوم بعيدًا عن السطح
تحفر شركات التنقيب أنفاقًا داخل الترسبات
وبعد ذلك يحفر المنقبون ثقوبًا داخل جدران الأنفاق لملئها بالمتفجرات التي تخلخل الخام
ثم يضعون الخام في دلاء ترفع إلى السطح
 
الدول الرائدة في إنتاج اليورانيوم 
 
 
تكرير ومعالجة خام اليورانيوم
 
ينقل الخام من المنجم إلى مطحنة لتركيز اليورانيوم
وفي المطحنة يستخدم العاملون حمض الكبريتيك أو محاليل الكربونات
 لإنتاج ملح من أملاح اليورانيوم يسمى الكعكة الصفراء
وتنقى الكعكة الصفراء إلى أكسيد
 يسمى أيضًا الكعكة الصفراء
 

 وصيغته الكيميائية
U3O8
 ويُخضع الأكسيد في معمل تحويل إلى تفاعل كيميائي مع الفلور
لإنتاج سادس فلوريد اليورانيوم
(UF6)
وينقل سادس فلوريد اليورانيوم إلى محطة تخصيب لفصل
 اليورانيوم 235 عن اليورانيوم 238
وينتج عن هذا الفصل يورانيوم مخصب
يحتوي على نسبة من اليورانيوم 235 أعلى من النسبة التي يحتويها اليورانيوم الموجود في الطبيعة
وتستخدم معظم المفاعلات النووية في محطات القدرة النووية
وقودًا يحتوي على اليورانيوم 235 بنسبة تتراوح بين 2% و4% تقريبًا
أما الأسلحة النووية
 ومفاعلات السفن التي تعمل بالقدرة النووية
 فتتطلب نوعًا من اليورانيوم يحتوي على اليورانيوم 235 بنسب أعلى من ذلك
وينقل اليورانيوم المخصب
الذي يراد استخدامه في المفاعلات
إلى محطة صنع الوقود
لتحويل سادس فلوريد اليورانيوم إلى ثاني أكسيد اليورانيوم
الذي يضغط إلى كريات أسطوانية الشكل
تستخدم وقودًا


 
طريقة الانتشار الغازي لفصل النظائر

تستخدم فيها حواجز مسامية لفصل نظائر اليورانيوم
ويحدث الفصل لأن جزيئات غاز سادس فلوريد اليورانيوم المحتوية على نظير اليورانيوم 235
تمر خلال الحواجز أسرع من الجزيئات المحتوية على اليورانيوم 238

فصل نظائر اليورانيوم
طور العلماء طرقًا عديدة لفصل نظائر اليورانيوم
وتستخدم شركات التخصيب طريقتين من هذه الطرق
هما طريقة الانتشار الغازي وطريقة الطرد المركزي
وهناك طريقة ثالثة تحت التجريب تسمى طريقة فصل النظائر بالليزر
 
 
طريقة الانتشار الغازي
 
تستخدم هذه الطريقة في الولايات المتحدة
وفي هذه الطريقة تضخ جزيئات سادس فلوريد اليورانيوم خلال حواجز تحتوي على ملايين الثقوب الدقيقة
وتمر جزيئات الغاز الخفيفة عبر ثقوب الحواجز أسرع من الجزيئات الثقيلة
وتحتوي الجزيئات الخفيفة على ذرات اليورانيوم 235
ولذلك يحتوي الغاز الذي يمر عبر الحاجز على نسبة من اليورانيوم 235 أعلى من الغاز الأصلي
ونظرًا لأن هذه الزيادة طفيفة جدًا فإن الغاز يجب أن يمر عبر الحاجز عدة آلاف المرات
 لإنتاج اليورانيوم المخصب الذي يراد استخدامه في محطات القدرة النووية
 
 
 
طريقة الطرد المركزي لفصل النظائر
 
تستخدم فيها أسطوانة ذات حركة دوامية
يجبر دوران الأسطوانة غاز سادس فلوريد اليورانيوم إلى الخروج
ويتجمع الغاز المحتوي على اليورانيوم 238 على الجدران لثقله
بينما يتركز الغاز الأخف
المحتوي على اليورانيوم 235 قرب المركز
طريقة الطرد المركزي 
تستخدم هذه الطريقة في عدد من المحطات في أوروبا واليابان
ويتكون جهاز الطرد المركزي في هذه الطريقة من أسطوانات عمودية ذات حركة دوامية سريعة
ويضخ غاز سادس فلوريد اليورانيوم في كل أسطوانة عبر أنبوبة عمودية ثابتة داخل كل أسطوانة
وتجبر الحركة الدوامية للأسطوانة كل الغاز الخارجي تقريبًا في اتجاه الجدران المنحنية
وبالإضافة إلى ذلك
 تساعد مغرفة متصلة بقاعدة الأنبوبة الثابتة في انسياب الغاز عموديًا
كما تساهم الفروق في درجات الحرارة داخل الأسطوانة في إحداث هذا الانسياب العمودي
وبسبب هذه التأثيرات
  الحركة الدوامية للأسطوانة وحركة المغرفة وفروق درجات الحرارة
  ينساب الغاز بنمط معقد
ويصبح الغاز القريب من قاعدة الأسطوانة مركزًا باليورانيوم 238 أكثر من الغاز العلوي
وتزيل المغرفة السفلية النفايات الغازية
التي تحتوي على تركيزات أعلى نسبيًا من اليورانيوم 238
بينما تزيل المغرفة العلوية الغاز المخصب الذي يحتوي على اليورانيوم 235 بتركيز أعلى
وتتكرر العملية حتى يتم الحصول على التركيز المطلوب من اليورانيوم 235 
 فصل النظائر بالليزر تستخدم فيه حزمة ليزرية واحدة أو أكثر
 يسبب هذا الضوء اكتساب ذرات اليورانيوم 235 فقط في غاز اليورانيوم لشحنات كهربائية
وتجذب ألواح ذات شحنة مغايرة هذه الذرات
ولكنها لا تؤثر على ذرات اليورانيوم 238
وهكذا ينفصل الغاز إلى اتجاهين

فصل النظائر بالليزر

 في هذه الطريقة تستخدم توليفة من ضوء الليزر وشحنة كهربائية لفصل نظائر اليورانيوم
والليزر نبيطة تنتج حزمة رفيعة من الضوء ذات مدى ترددي ضيق جدًا
( تردد الضوء هو معدل اهتزاز موجات الضوء )
وفي طريقة لفصل النظائر بالليزر تسمى طريقة البخار الذري
 تسخِّن حزمة من الإلكترونات قطعة من اليورانيوم عند قاعدة حاوية مغلقة
محولة اليورانيوم إلى بخار
(غاز)
ثم يُخترق الغاز بنبضات من حزمة ليزرية
ويوالف تردد الحزمة بحيث تستطيع الإلكترونات في ذرات اليورانيوم 235 امتصاص الضوء
ولا تستطيع إلكترونات ذرات اليورانيوم 238 ذلك
وعندما يمتص إلكترون اليورانيوم 235 هذا الضوء يحصل على طاقة تكفيه لترك الذرة
وتغير هذه العملية التوازن الكهربائي للذرة
فالإلكترون يحمل شحنة كهربائية سالبة
بينما تحمل النواة شحنة كهربائية موجبة واحدة أو أكثر
وفي الذرة العادية يكون عدد الشحنات الموجبة مساويًا لعدد الشحنات السالبة
ولذلك تكتسب الذرة شحنة موجبة عندما يتركها إلكترون
ويقول العلماء عن هذه الحالة إن الذرة تحولت إلى أيون موجب
وهكذا يؤيِّن ضوء الليزر ذرات اليورانيوم 235
ولا يؤين ذرات اليورانيوم 238
وعند صعود البخار الساخن إلى أعلى تجذب ألواح تجميع سالبة الشحنة في قمة الحاوية أيونات اليورانيوم 235 الموجبة
ولأن ألواح التجميع أبرد من الغاز فإن اليورانيوم 235 يتكثف عليه
( يتحول من غاز إلى سائل )
ويتقطر اليورانيوم 235 من ألواح التجميع إلى حاويات خاصة
مكونًا كتلة صلبة
ثم تجمع الكتل الصلبة وتنقى وتؤكسد لاستخدامها وقودًا نوويًا
وفي نفس الأثناء ينتقل اليورانيوم 238
المتعادل كهربائيًا
عبر الألواح المشحونة
ثم يتكثف فوق لوحة نفايات قرب قمة الحاوية
وفي إحدى التقنيات الليزرية تسخن وحدة كهربائية قطعة من اليورانيوم منتجة بخارًا
وتعمل حزمتان ليزريتان معًا لتأيين ذرات اليورانيوم 235 في البخار
ثم تجمع لوحة موجبة الشحنة أيونات اليورانيوم 235
تاركة بخار ذرات اليورانيوم 238 تخرج عبر فتحة في قمة الحاوية
وتستهلك طريقة فصل النظائر بالليزر طاقة كهربائية أقل بكثير من الطاقة التي تستهلكها طريقة الانتشار الغازي
كما أن تكلفة معدات طريقة الفصل بالليزر أقل بكثير من تكلفة معدات طريقة الطرد المركزي
ولذلك تجري الشركات المدعومة حكوميًا في فرنسا واليابان والولايات المتحدة التجارب لاستخدام طريقة فصل النظائر بالليزر
تاريخ استخدام اليورانيوم
استخدم الناس اليورانيوم ومركباته منذ حوالي ألفي عام تقريبًا
فقد احتوي زجاج ملون أنتج في حوالي عام 79م على أكسيد اليورانيوم
وظل مصنعو الزجاج يستخدمون هذا المركب مادة ملونة حتى القرن التاسع عشر
واستخدم اليورانيوم أيضًا مادة ملونة في طلاء أو تزجيج الخزف الصيني
وبالإضافة إلى ذلك استخدم اليورانيوم في معالجة الصور الفوتوغرافية
وفي عام 1896م
اكتشف الفيزيائي الفرنسي أنطوان هنري بكويريل أن اليورانيوم مادة مشعة
وكان هذا الاكتشاف أول اكتشاف لعنصر مشع في التاريخ
وفي عام 1935
م اكتشف الفيزيائي الكندي المولد آرثر دمبستر اليورانيوم 235
واستخدم الكيميائيان الألمانيان

 أوتو هان و فرتز ستراسمان

 اليورانيوم لإنتاج أول انشطار نووي اصطناعي في عام 1938م
وفي عام 1942م
أنتج الفيزيائي الإيطالي المولد إنريكو فيرمي ومساعدوه في جامعة شيكاغو أول تفاعل سلسلي اصطناعي
مستخدمين اليورانيوم 235 مادة انشطارية
وقد قاد عمل فيرمي إلى تطوير القنبلة الذرية
كما قادت الأبحاث العلمية إلى الاستخدامات السلمية لليورانيوم
ومنذ أوائل سبعينيات القرن العشرين أصبحت محطات القدرة النووية التي تستخدم اليورانيوم وقودًا من أهم مصادر الطاقة
وتوجد هذه المحطات في 30 دولة
يواصل عدد منها الآن بناء المزيد من المحطات
أما بقية الدول فقد أوقفت بناء المحطات الجديدة لأسباب عديدة منها القلق من تأثير هذه المحطات الجديدة على السلامة العامة
والنظم الحكومية المرتبطة بالسلامة
وارتفاع تكلفة وتشغيل المحطات الجديدة مقارنة بتكلفة محطات القدرة التي تستخدم الطاقة الناتجة عن حرق الفحم الحجري والغاز الطبيعي

المفاعلات النووية عبارة عن منشآت ضخمة
 يتم فيها السيطرة على عملية الأنشطار النووي
 حيث يتم الأحتفاظ بالأجواء المناسبة لأستمرار عملية الأنشطار النووي
 دون وقوع انفجارات اثناء الأنشطارات المتسلسلة
يسخدم المفاعلات النووية لأغراض خلق الطاقة الكهربائية
و تصنيع الأسلحة النووية و ازالة الأملاح والمعادن الأخرى من الماء للحصول على الماء النقي
 و تحويل عناصر كيميائية معينة إلى عناصر اخرى
و خلق نظائر عناصر كيميائية ذات فعالية اشعاعية واغراض اخرى
يعتبر أنريكو فيرمي عالم في الفيزياء من إيطاليا والذي حاز على جائزة نوبل في الفيزياء
 عام 1938
و غادر إيطاليا بعد صعود الفاشية على سدة الحكم واستقر في نيويورك في الولايات المتحدة
من اوائل من اقترحوا بناء مفاعل نووي حيث اشرف مع زميله ليو زيلارد
الذي كان يهوديا من مواليد هنغاريا
على بناء أول مفاعل نووي في العالم عام 1942

وكان الغرض الرئيسي من هذا المفاعل هو تصنيع الأسلحة النووية

في عام 1951 تم وللمرة الأولى انتاج الطاقة الكهربائية
 من مفاعل أيداهو في الولايات المتحدة
يتوقع بعض الخبراء نقصا في الطاقة الكهربائية في المستقبل البعيد
 نتيجة ظاهرة انحباس حراري
 سببتها أنشطة بشرية مثل تكرير النفط ومحطات الطاقة وعادم السيارات وغيرها من الأسباب
وهناك اعتقاد سائد ان الطاقة النووية هو السبيل الأمثل لسد هذا النقص في المستقبل
لمعرفة الدول ذات القدرة النووية اقرأ المقال الرئيسي الأسلحة النووية
يتكون اي مفاعل نووي من الأجزاء التالية
مركز المفاعل وهو الجزء الذي يتم فيه سلسلة عمليات الأنشطار النووي
السائل المتحكم في حرارة المركز ويستعمل الماء عادة للتحكم في سرعة عمليات الأنشطار النووي
 وكواقي من الأشعاع المنبعث من العملية
حاويات تحيط بمركز المفاعل و السائل المتحكم في حرارة المركز لمنع تسرب الأشعاعات الناتجة من الأنشطار النووي

محولات حرارية للتحكم في حرارة السائل المتحكم في حرارة المركز
مولدة كهربائية عملاقة
لغرض تحفيز سلسلة عمليات الأنشطار النووي
 في مركز المفاعل النووي يستعمل ما يسمى بالوقود النووي
 والتي هي في الغالب اليورانيوم -235 او البلوتونيوم -239
والفكرة تكمن في تحفيز انشطار في انوية ذرات اليورانيوم -235
 او البلوتونيوم -239 لايصالهما إلى مرحلة ما يسمى الكتلة الحرجة
لتوضيح مفهوم الكتلة الحرجة تصور ان هناك كرة بحجم قبضة اليد مصنوع من مادة اليورانيوم -235
 بعد تحفيز اولي لعملية الأنشطار النووي بواسطة تسليط حزمة من النيوترون على الكرة
 سيتولد 2.5 نيترون جراء هذا الأنشطار الأول لنواة ذرة اليورانيوم -235
 وهذا يكون كافيا لبدأ انشطار ثاني في كل الأجزاء المتكونة من الأنشطار الأول
 واثناء هذه السلسلة المتعاقبة من الأنشطارات في نواة الذرات
يفقد الكثير من النيوترونات المتكونة إلى سطح الشكل الكروي
ولكن كمية النيوترونات المتكونة في الداخل كافية لادامة عمليات الأنشطار
 وهنا يأتي دور الكتلة الحرجة التي يمكن تعريفها بالحد الأدنى من كتلة مادة معينة
 كافية لتحمل سلسلات متعاقبة من الأنشطارات
اذا كان العنصر المستخدم في عملية الأنشطار النووي ذو كتلة
 يتطلب تسليطا مستمرا بالنيوترونات لتحفيز الأنشطار الأولي للنواة
 فان هذه الكتلة تسمى الكتلة دون الحرجة
اذا كان العنصر المستخدم في عملية الأنشطار النووي
ذو كتلة قادرة على تحمل سلسلات متعاقبة من الأنشطار النووي حتى بدون اي تحفيز خارجي
 بواسطة تسليط نيوترونات خارجية
فيطلق على هذه الحالة الكتلة الفوق حرجة
وهي المرحلة المطلوبة لتصنيع القنبلة النووية

تعتبر
 أستراليا - كازاخستان -  كندا -  جنوب أفريقيا -  البرازيل - ناميبيا
 
من أكبر الدول المصدرة لليورانيوم
 
 إجمالي الإنتاج العالمي 
40.21935.61336.06336.366
 المصدر : مركز معلومات اليورانيوم
 ويباع عادة بسعر يتراوح من
80  – 100
 دولار للكيلوغرام الواحد 
وبعد الحصول عليه يتم طحنه وتحويله إلى مايسمي
 بالكعكة الصفراء 
التي يتم تحويلها فيما بعد إلى هيكسافلوريد اليورانيوم
uranium hexafluoride
ويتم بعد ذلك عملية اخصاب اليورانيوم
تخصيب اليورانيوم
عملية التخصيب عبارة عن عزل نظائر عناصر كيميائية محددة
Isotope separation
 من عنصر ما لغرض زيادة تركيز نظائر اخرى للحصول على مادة تعتبر مشبعة بالنظير المطلوب
 على سبيل المثال عزل نظائر معينة من اليورانيوم الطبيعي
 للحصول على اليورانيوم المخصب و اليورانيوم المنضب
وتتم عملية التخصيب على مراحل حيث يتم في كل مرحلة عزل كميات أكبر من النظائر الغير مرغوبة
 حيث يزداد العنصر تخصيبا بعد كل مرحلة لحد الوصول إلى نسبة النقاء المطلوبة
على سبيل المثال اليورانيوم المخصب عبارة عن يورانيوم تمت زيادة نسبة نظائر اليورانيوم -235 فيه
 وازالة النظائر الأخرى
 وعملية التخصيب هذه صعبة و مكلفة
 وتكمن الصعوبة ان النظائر الذي يراد ازالتها من اليورانيوم شبيهة جدا من ناحية الوزن
 للنظائر الذي يرغب بالابقاء عليها و تخصيبها ويتم عملية التخصيب باستخدام الحرارة
عبر سائل او غاز لتساهم في عملية عزل النظائر الغير المرغوبة
وهناك طرق اخرى أكثر تعقيدا كاستعمال الليزر او 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 اخف من ناحية الكتلة من الأجزاء الأخرى من اليورانيوم الطبيعي
 الجزء المتبقي من اليورانيوم الطبيعي بعد استخلاص جزء اليورانيوم-235 يسمى اليورانيوم -238
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 كنتاكي
 وكانت الطريقة المستعملة عبارة عن ضخ كميات كبيرة من اليورانيوم على شكل غاز يورانيوم هيكسافلوريد
uranium hexafluoride
 إلى حواجز ضخمة تحوي على ملايين الثقوب الصغيرة جدا وبهذه الطريقة يتم انتشار اليورانيوم-235
(وهو الجزء المطلوب)
 بسرعة أكبر نسبة إلى اليورانيوم -238  
(وهو الجزء الغير مرغوب فيه لكونه أثقل)
 وتم استغلال الفرق في سرعة الأنتشار وجمع كميات هائلة من اليورانيوم-235
وتمتلك الولايات المتحدة يورانيوم مخصب من النوع العالي الخصوبة بنسبة
90%
المشاكل
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
 
الأ نشطار النووي
 

 
 Nuclear fission
 هي عملية انشطار نواة ذرة ما إلى قسمين او أكثر
ويتحول بهذه العملية مادة معينة إلى 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 إلى تكوين كميات ضخمة من الطاقة المتحركة
تستعمل عملية الأنشطار النووي لتزويد الوقود لمولدات الطاقة النووية
وتحفيز انفجار الأسلحة النووية
واذا امكن اخضاع عنصر ثقيل إلى سلسلة من الأنشطارات النووية
فان ذلك سيؤدي إلى تكوين ما يسمى بالوقود النووي
ويتم تحفيز هذه السلسلة المتاعقبة من الأنشطارات النووية في المفاعلات النووية
ويعتبر اليورانيوم -235 و البلوتونيوم – 239 من أكثر انواع الوقود النووي استعمالا
تبلغ كمية الطاقة الناتجة من كمية معينة من الوقود النووي
 ملايين اضعاف الطاقة الناتجة من نفس الكمية من البنزين
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 إلى 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 النووية
تنتج 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
إلى 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
قنابل المواد المخصبة
عبارة عن نوع من الأسلحة النووية ويعتبر تحديدا من نوع الأسلحة النووية الأنشطارية
 ويتم تصنيعها على الأغلب من تخصيب مادتي اليورانيوم-235 او البلوتونيوم-239
ويعتبر الحصول على هذه المواد المخصبة من اصعب الخطوات في بناء ترسانة نووية
 فعلى سبيل المثال خصصت الولايات المتحدة 90% من الميزانية الأجمالية
 لبدايات مشروعها النووي للحصول على اليورانيوم المخصب
ويعتقد ان الهند تمتلك هذا النوع من القنابل
عملية التخصيب عبارة عن عزل نظائر عناصر كيميائية محددة
Isotope separation
 من عنصر ما لغرض زيادة تركيز نظائر اخرى
 للحصول على مادة تعتبر مشبعة بالنظير المطلوب
 على سبيل المثال عزل نظائر معينة من اليورانيوم الطبيعي
 للحصول على اليورانيوم المخصب و اليورانيوم المنضب
وتتم عملية التخصيب على مراحل
 حيث يتم في كل مرحلة عزل كميات أكبر من النظائر الغير مرغوبة
 حيث يزداد العنصر تخصيبا بعد كل مرحلة
لحد الوصول إلى نسبة النقاء المطلوبة
على سبيل المثال اليورانيوم المخصب عبارة عن
يورانيوم تمت زيادة نسبة نظائر اليورانيوم -235 فيه وازالة النظائر الأخرى
وعملية التخصيب
 هذه صعبة و مكلفة
 وتكمن الصعوبة ان النظائر الذي يراد ازالتها من اليورانيوم شبيهة جدا
 من ناحية الوزن للنظائر الذي يرغب بالابقاء عليها
و تخصيبها ويتم عملية التخصيب باستخدام الحرارة
عبر سائل او غاز لتساهم في عملية عزل النظائر الغير المرغوبة
وهناك طرق اخرى أكثر تعقيدا كاستعمال الليزر او 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 اخف من ناحية الكتلة من الأجزاء الأخرى من اليورانيوم الطبيعي
الجزء المتبقي من اليورانيوم الطبيعي بعد استخلاص جزء اليورانيوم -235 يسمى اليورانيوم -238
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 كنتاكي
وكانت الطريقة المستعملة عبارة عن ضخ كميات كبيرة من اليورانيوم على شكل غاز يورانيوم هيكسافلوريد
uranium hexafluoride
 إلى حواجز ضخمة تحوي على ملايين الثقوب الصغيرة جدا وبهذه الطريقة يتم انتشار اليورانيوم-235
(وهو الجزء المطلوب)
 بسرعة أكبر نسبة إلى اليورانيوم -238
(وهو الجزء الغير مرغوب فيه لكونه أثقل)
وتم استغلال الفرق في سرعة الأنتشار
وجمع كميات هائلة من اليورانيوم -235 وتمتلك الولايات المتحدة يورانيوم مخصب
من النوع العالي الخصوبة
بنسبة
90%
هناك ثلاث مستويات من اليورانيوم المخصب
اليورانيوم ذو الخصوبة العالية
Highly enriched uranium
 وتحتوي على 20% من اليورانيوم-235
اليورانيوم ذو الخصوبة الواطئة
Low-enriched uranium
 وتحتوي على اقل من 20% من اليورانيوم-235
اليورانيوم ذو الخصوبة المحدودة
Slightly enriched uranium
 وتحتوي على 0.9% إلى 2% من اليورانيوم-235
قنبلة ذرية
 
 
القنبلة الذرية
انتجت عام 1945هو بداية انتاج اسلحة الدمار الشامل
 في الولايات المتحدة بواسطة علماء كبار مثل
روبرت اوبنهايمر
وانريكو فيرمي
وارثر كومتون
 وليو سزيلارد

وهو من اصل مجري
 في ولاية نيومكسيكو بتوجيهات روزفلت في سنة 1939
بعد بداية الحرب واعلان فيرمي نجاح التجربة والقيت في اغسطس عام 1945
 علي هيروشيما باليابان
وكانت من اليورانيوم 235
وقتلت 80 الف
و الثانية
علي نجازاكي
من البلوتنيوم ومحت المدينة
 
 أول استعمال في التاريخ
 
 
استعملت القنبلة الذرية مرتين
 التفجير الأول والأكثر شهرة
كان في مدينة هيروشيما عندما أسقطت قنبلة يورانيوم235
تزن أكثر من 4.5 طن
 وأخذت اسما هو الولد الصغير
على هيروشيما في السادس من أغسطس سنة 1945
وقد أختير جسر أيووي
 وهو واحد من 81 جسرا تربط السبعة أفرع في دلتا نهر أوتا
 ليكون نقطة الهدف
وحدد مكان الصفر لأن يكون على ارتفاع 1980 قدما
وفي الساعة الثامنة وخمسة عشرة دقيقة
تم إسقاط القنبلة من
إينولا جيي
وقد أخطأت الهدف قليلا وسقطت على بعد 800 قدم منه
في الساعة الثامنة وست عشر دقيقة
وفي مجرد ومضة سريعة
 كان 66000 قد قتلوا
و69000 قد جرحوا بواسطة التفجير المتكون من 10 كيلو طن
و قد ساعد البرت انشتاين و نظريته في صنعها
التاثيرات الأشعاعية للقنبلة النووية
ويقصد بها التأثير الأشعاعي الناجم من جراء انفجار الأسلحة النووية
يمكن تقسيم التاثير الأشعاعي لأنفجار قنبلة نووية
إلى قسمين رئيسيين :
التأثير الاشعاعي الاولي
التاثير الأشعاعي الثانوي
يقصد بالاشعاع الأولي التاثيرات الأشعاعية الناجمة من انفجار قنبلة نووية في الدقائق الأولى من الأنفجار
ويقصد بالاشعاع الثانوي الاشعاع الذي يبقى في الجو والتربة بعد فترة طويلة من الأنفجار الأولي
فعلى سبيل المثال اذا دخل شخص ما إلى منطقة تبعد 1 كم عن انفجار قنبلة نووية بعد 100 ساعة من الأنفجار
 فسوف يتعرض هذا الشخص إلى التاثير الثانوي للاشعاع
يقاس نسبة الأشعاع عادة بوحدة تسمى
Gray
ويرمز لها
Gy
وهي وحدة عالمية لقياس الأشعاع الممتص من قبل الأجسام
وهي بالتحديد
جول واحد من الأشعاع تم امتصاصه من قبل 1 كغم من اي جسم حيا كان او جامدا
وحسب وحدة القياس هذه يمكن حسب هذا المصدر
تكوين الجدول التالى
1 Gray
يؤدي إلى تقيئ وتقليل مؤقت لنسبة تكوين كريات الدم البيضاء في نخاع العظم
10 Gray
يؤدي إلى تقليل نسبة الصفائح الدموية المسؤولة عن تخثر الدم
اضافة إلى تقليل نسبة تكوين كريات الدم البيضاء في نخاع العظم
100 Gray
يؤدي إلى غيبوبة وموت محقق خلال ساعات
تبلغ نسبة الأشعاع بوحدة
Gray
حسب المسافة من مركز الأنفجار النسب التالية :
اذا كنت تبعد عن مركز الأنفجار مسافة 100 متر فسوف يمتص جسمك مقدار
 117 Gray
وهي كفيلة بالقضاء على الحياة
اذا كنت تبعد عن مركز الأنفجار مسافة 1 كم فسوف يمتص جسمك مقدار
 3.93 Gray
 وهي كفيلة بتقليل تكوين كريات الدم البيضاء لفترة مؤقتة
اذا كنت تبعد 2.5 كم عن مركز الأنفجار فسوف لايكون هناك تاثيرات اشعاعية من الأنفجار الأولي
ولكن قد تصاب بتاثيرات اشعاعية ثانوية بصورة بطيئة
ينتج التاثيرات الأشعاعية من انبعاث كميات هائلة من النيوترونات واشعة گاما ودقائق ألفا والإلكترونات بسرعة هائلة
وتكون نسبة نشاط النيوترونات على اشدها بالقرب من مركز الأنفجار
ونسبة اشعة گاما على اشدها في المناطق البعيدة عن نقطة الأنفجار
يقوم النيوترونات بالاتحاد مع الهيدروجين الموجود في جسم الأنسان
 مؤديا إلى تكوين شحنة موجبة من البروتون والتي بدورها تلحق اضرارا بانسجة الجسم
وبالنسبة إلى اشعة گاما فان لها قدرة على الأختراق العميق لانسجة جسم الأنسان
ادت الدراسات التي اجريت على الأشخاص الذين بقوا على قيد الحياة بعد انفجار
 هيروشيما وناكاساكي
 إلى استنتاج مفاده ارتفاع نسبة سرطان كريات الدم البيضاء
 (لوكيميا)
بنسبة 51% وكان معظم المصابين يبعدون عن نقطة الأنفجار بمسافة 2.5 كم
 وبدأت معظمها بعد 10 سنوات من الأنفجار
 وقد شمل التاثير ايضا الأجنة في بطون الحوامل
 حيث لوحظ ارتفاع نسبة نقص معدلات الذكاء في الأطفال المولودين من نساء تعرضوا إلى الأشعاع الثانوي
التاثيرات الحرارية للقنبلة النووية
يقصد بالتأثيرات الحرارية للقنبلة النووية
الأضرار الناتجة فقط من حرارة انفجار الأسلحة النووية
وليست التاثيرات الناجمة من انفجار القنبلة النووية والتاثيرات الأشعاعية للقنبلة النووية
تقدر التاثيرات الحرارية مايقارب 30% إلى 50% من القوة الأجمالية للقنبلة النووية
وتنتج هذه الحرارة من انبعاث كميات هائلة من الأشعة الكهرومغناطيسية
 مثل الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية
ويعتبر الحروق الجلدية وتلف الأنسجة البصرية من اهم التاثيرات للحرارة الناتجة من الأنفجار
يسبب الحرارة الشديدة الناتجة من انفجار القنبلة النووية
إلى تكوين كتلة ساخنة جدا من الغازات يسمى بكرة النار
fireball
 ويتناسب قطر كرة النار تناسبا طرديا مع قوة القنبلة
فعلى سبيل المثال اذا انفجرت قنبلة بقوة 10 كيلوطن
فان كرة النار تكون قطرها قريبا من 300 متر
ويعتمد انتشار هذه الحرارة إلى المناطق المجاورة على حالة الجو عند الأنفجار
اذا كان الجو صافيا تكون الحرارة في اعلى درجاتها
يؤدي الأنارة العالية جدا في بداية الأنفجار إلى تلف سريع لشبكية العين
مسببا الأصابة بعمى مؤقت قد تصل إلى 40 دقيقة
 وبعد ذلك وعندما تبدأ انسجة شبكية العين بالالتئام
يتكون الياف رابطة على شبكية العين
 والتي بدورها تؤدي إلى مشاكل في حاسة البصر بشكل دائمي
 تقوم الحرارة العالية ايضا باحراق كل جسم جاف قابل للاشتعال
مثل الأقمشة والأوراق والأشجار الجافة
ومنها ينتشر اللهيب إلى اجزاء اخرى
 وقد اثبتت الأدلة التي تم جمعها في
مدينتي هيروشيما وناكاساكي
ان معظم الحرائق كانت ثانوية نتيجة انفجار في قناني الغاز والأسلاك الكهربائية
عندما يلامس الحرارة جسما معينا فان الجسم يقوم بامتصاص جزء من الحرارة
وانعكاس جزء اخر ويعتمد مقدار الأمتصاص على طبيعة ولون وسمك الجسم
فالاجسام الغير السميكة تنقل الحرارة أكثر
 والألوان الفاتحة تعكس الحرارة أكثر
ويعتبر كمية الرطوبة في الجو من العوامل المهمة ايضا في سرعة انتشار الحرارة إلى المناطق المجاورة
هناك ظاهرة حصلت في مدينة هيروشيما
عند اسقاط القنبلة النووية عليها وهي اتحاد مجموعة من الحرائق الصغيرة لتكوين حريق كبير الحجم
 مشابه لحرائق الغابات وادى هذا الحريق الهائل إلى تكوين هواء حار متجه نحو الأعلى
والذي ادى بدوره إلى تكوين رياح ساخنة متجهة مرة اخرى نحو مركز النيران
 في الأسفل وادت هذه الحركة الحلقية للهواء الساخن إلى رفع درجة الحرارة أكثر
 محرقا كل شيء قابل للاحتراق في طريقها
التاثيرات الناجمة من انفجار القنبلة النووية
يقصد بها التاثير التي تحدثه انفجار الأسلحة النووية نتيجة لعملية الأنفجار بحد ذاتها
 وليست الأضرار الناجمة من التاثيرات الحرارية للقنبلة النووية
والتاثيرات الأشعاعية للقنبلة النووية
تبلغ قوة الأنفجار مايقارب 40% إلى 60% من الطاقة الأجمالية للقنبلة النووية
حيث تؤدي الحرارة والضغط الشديدين الناجمة من الأنفجار إلى حركة سريعة للغازات الموجودة في الجو
 نحو خارج منطقة الأنفجار مسلطا ضغطا هائلا على المناطق المجاورة على شكل موجات متعاقبة دائرية الشكل
وتكون سرعة هذه الموجات مئات الكيلومترات في الساعة
 وبهذا يمكن القول ان هناك نوعين من الضغط يتولدان في لحظة الأنفجار وهما
ضغط مرتفع ساكن
نتيجة للارتفاع المفاجئ والهائل من هول انفجار القنبلة
ضغط مرتفع متحرك
 نتيجة للاهتزاز وحركة الغازات في الجو بشكل دائري نحو خارج نقطة الأنفجار
ناهيك عن تاثير هذين النوعين من الضغط العالي عن المباني
 فان لها تاثيرا على جسم الأنسان ايضا حيث يسلط ضغط شديد على جميع انسجة جسم الأنسان
 مؤثرة على مناطق الأتصال بين نسيجين مختلفين
 مثل اتصال العضلات مع العظام
 فيحدث تمزقات شديدة وكذلك يتعرض الأعضاء التي تحتوي على غازات كالرئة والأمعاء والأذن الوسطى
إلى ضغط شديد يؤدي إلى انفجار هذه الأعضاء
لقياس قوة الأنفجار الأولي يستعمل عادة اسلوب المقارنة مع قوة انفجار مادة تي إن تي
 وعلى هذا القياس فان قوة انفجار قنبلة نووية هي معادلة إلى 10 – 20 من الكيلوطن من مادة تي إن تي
 ولتوضيح أكثر
 فان مقدار 10 كيلوطن كافية لتدمير مدينة عصرية صغيرة الحجم
حيث تمتد القوة التدميرية لمقدار 10 كيلوطن إلى مسافة 2.4 كم من نقطة الأنفجار
يعتمد قوة الأنفجار الأولي للقنبلة النووية على عاملين مهمين
 اولهما
وكما هو معروف عبارة عن قوة القنبلة مقارنة بمادة تي إن تي
 والعامل الثاني
 هو الأرتفاع الذي فجرت فيه القنبلة فوق سطح الأرض ويعتمد اختيار الأرتفاع المناسب لتفجير القنبلة على مدى قوتها
 فعلى سبيل المثال
 تم اختيار ارتفاع 580 متر لتفجير القنبلة
 التي القيت على مدينة ناكاساكي في اليابان
وكانت القنبلة من قنابل الانشطار ذو الانضغاط الداخلي
وقوتها مساوية إلى 20 كيلوطن من مادة تي إن تي
 وهذه المسافة تتناسب طرديا مع قوة القنبلة
 فقنبلة بقوة 30 كيلوطن على سبيل المثال
تحتاج إلى ان تفجر من ارتفاع اعلى
لكي يكون تاثير الأنفجار في اعلى حالات التاثير
تخصيب اليورانيوم
عملية تخصيب اليورانيوم
Uranium enrichement
 عبارة عن عزل نظائر عناصر كيميائية محددة
Isotope separation
 من عنصر ما لغرض زيادة تركيز نظائر اخرى
للحصول على مادة تعتبر مشبعة بالنظير المطلوب
على سبيل المثال
عزل نظائر معينة من اليورانيوم الطبيعي للحصول على اليورانيوم المخصب و اليورانيوم المنضب 
 وتتم عملية التخصيب على مراحل
 حيث يتم في كل مرحلة عزل كميات أكبر من النظائر الغير مرغوبة
 حيث يزداد العنصر تخصيبا بعد كل مرحلة لحد الوصول إلى نسبة النقاء المطلوبة
على سبيل المثال اليورانيوم المخصب
 عبارة عن يورانيوم تمت زيادة نسبة نظائر اليورانيوم -235 فيه وازالة النظائر الأخرى
وعملية التخصيب هذه صعبة و مكلفة
وتكمن الصعوبة ان النظائر الذي يراد ازالتها من اليورانيوم شبيهة جدا من ناحية الوزن للنظائر
الذي يرغب بالابقاء عليها و تخصيبها ويتم عملية التخصيب باستخدام الحرارة
عبر سائل او غاز لتساهم في عملية عزل النظائر الغير المرغوبة
 وهناك طرق اخرى أكثر تعقيدا كاستعمال الليزر أو الأشعة الكهرومغناطيسية
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
(ا ليورانيوم 235 )
والنسب كمايلي
(اليورانيوم 238
)
 99،3 %
(اليورانيوم 235
)
  0،7 %
النظائر الأخرى 
0،01
%
 
مراحل إستخلاص اليورانيوم
 
عملية التخصيب
1-
 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
اليورانيوم المخصب
يستخدم 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
 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

في هذه الحالة أن تكون نسبة اليورانيوم
235( 3- 5 %) (4-5 %) مقارنة باليوراينوم 238 يكون اليورانيوم 238
 غير قابل للاحتراق 
 

 
 شاهد انفجار القنبلة النووية

 
 
Right Click .. New Window
 
 الهيئة الوطنية السعودية للطاقة النووية

 يرجى الاشارة الى

 مساحتي البسيطة

 عند اعادة النشراوالاقتباس

 خـذ الحكمة و لا يضرك من أي وعاء خرجت  )

 مع تحيتي الخاصة للجميع

About these ads

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: