كيف يتم استخراج اليورانيوم؟
اليورانيوم هو أحد العناصر المشعة التي شغلت العلماء. إنه عنصر كبير وخطير. إليك بعض المعلومات عنه:
- ينتمي اليورانيوم إلى سلسلة الأكتينيدات ، والتي تتضمن عناصر ذات أعداد ذرية في النطاق (90-103).
- اليورانيوم هو أحد العناصر الـ 48 المتوفرة بكثرة في العالم.
- اليورانيوم أكثر وفرة من الفضة بأربعين مرة.
- تقدر نسبة اليورانيوم في القشرة الأرضية بحوالي (2 × 10-3٪).
- لا يوجد اليورانيوم حرًا في الطبيعة ، ولكنه موجود في المعادن.
استخراج اليورانيوم عن طريق التعدين السطحي
التعدين السطحي هو أحد الأساليب التقليدية لتعدين اليورانيوم ، مثل:
- إذا تم العثور على خام اليورانيوم بالقرب من سطح الأرض وعلى عمق أقل من 400 قدم أي ما يعادل 121.92 مترًا ، حيث ينخفض تركيزه هنا عن 0.5٪ في الخام ، فيمكن استخراجه.
- يتم ذلك عن طريق إزالة التربة والنفايات الصخرية من الركاز وهذا هو المكان الذي تنكشف فيه الصخور الصلبة.
- ثم يتم حفر حفرة للوصول إلى اليورانيوم.
- يُستخرج اليورانيوم في جدران الحفرة ، في سلسلة من الطبقات الأفقية تسمى المدرجات ، وهذا يمنعهم من الانزلاق.
- يتم حفر ثقوب في الصخور ويتم وضع المتفجرات فيها لتفكيك الصخور الضخمة التي تحمل الخام.
- يجب نقل الصخور المكسورة والمكسرة إلى السطح باستخدام شاحنات كبيرة قادرة على نقل 200 طن من المواد في كل حركة.
التعدين الجوفي لاستخراج اليورانيوم
يستخدم التعدين تحت الأرض إذا تم العثور على اليورانيوم في طبقات عميقة جدًا حيث:
- يتم الحصول على تركيزات عالية منه.
- لا يمكن الحصول على تركيز اليورانيوم هذا من الحفر المفتوحة.
- يتم استخراج الخام ثم تفجيره للحصول على الحطام.
- يتم نقل الأنقاض المحفورة إلى السطح.
ماذا يحدث بعد عملية التعدين؟
سواء كان التعدين السطحي أو التعدين تحت الأرض ، يحدث ما يلي:
- طحن الخام إلى مسحوق ناعم في مطحنة اليورانيوم.
- يتم معالجته بحمض قوي.
- تساعد هذه المعالجة في فصل حوالي 90٪ من اليورانيوم عن الصخور المحيطة به.
- هنا نصل إلى مرحلة التجفيف ، حيث يتم تجفيفها ونحصل على مسحوق بني مائل للصفرة يسمى الكعكة الصفراء
- يحتوي هذا المسحوق على 80٪ يورانيوم.
كيف يتم الحصول على اليورانيوم بالطرق الكيميائية؟
تسمى الطريقة الكيميائية لتعدين اليورانيوم بعملية النض في الموقع ، حيث:
- تختلف هذه الطريقة عن الطرق التقليدية المستخدمة في استخراج اليورانيوم ، حيث يتم إجراء عملية كيميائية في قشرة الأرض في موقع التعدين لفصلها عن الصخور المحيطة.
- يتم حفر ثقوب في مواقع ترسبات اليورانيوم في صخور الخام.
- ثم يتم حقن محلول كيميائي لكسر الروابط بين اليورانيوم والصخور وربط ذراتها ببعضها البعض.
- بعد اكتمال عملية الحقن ، يتم ضخ المحلول الكيميائي المملوء به إلى السطح من خلال فتحة أخرى.
كيف يتم الحصول على اليورانيوم من الفوسفات؟
قد لا تكون هذه المعلومات معروفة للكثيرين ، وهي إمكانية استخلاص عنصر اليورانيوم من الفوسفات بالطريقة التالية:
- أولاً ، يتم سحق خام اليورانيوم إلى قطع صغيرة.
- يتم تجميع هذه القطع معًا بطريقة تسمى الطفو.
- بهذه الطريقة يتم استخدام حمض الفوليك وتحدث عملية التحميض في الهواء حتى يتحول إلى أكاسيد.
ما هو اليورانيوم المخصب؟
- التخصيب هو عملية فصل اليورانيوم 238 واليورانيوم 23.
- تتم هذه العملية عن طريق الطرد المركزي لغاز اليورانيوم.
- هنا ، يتم تغذية أسطوانة دوارة (نابذة) تدور بسرعة عالية إلى قاعدة يقودها محرك غاز (سادس فلوريد اليورانيوم).
ما هو اليورانيوم المخصب المستخدم؟
يستخدم اليورانيوم المخصب في مجالين هما:
- منطقة عسكرية يستخدم فيها 20٪ إلى 90٪ يورانيوم مخصب في إنتاج أسلحة نووية مثل الرؤوس الحربية والقنابل النووية.
- كما يستخدم اليورانيوم المخصب في المنطقة السلمية لأن اليورانيوم المخصب -235 ، والذي يمكن انقسامه بنسبة 3٪ إلى 5٪ ، يستخدم في إنتاج الوقود للمفاعلات النووية التي تنتج الطاقة.
مواصفات وخواص اليورانيوم
فيما يلي بعض خواص ومواصفات اليورانيوم:
- في الظروف العادية ، يعتبر اليورانيوم معدنًا فضيًا صلبًا ، ولكن له ليونة (بمعنى أنه قابل للمط).
- إنه جزء قابل للسحب (بمعنى أنه يمكن تمديده إلى سلك طويل).
- اليورانيوم معدن كثيف جدًا وثقيل.
- يعتبر عنصرًا مشعًا ويتفاعل مع معظم العناصر غير المعدنية.
- (اليورانيوم 235) هو النظير الانشطاري الوحيد الذي يمكن استخراجه من الطبيعة.
- نعني بالانشطار هنا أنه يمكن أن يولد تفاعلًا متسلسلًا للانشطار النووي).
- هذه الخاصية مهمة جدا في المفاعلات النووية والمتفجرات النووية.