غنی.سازی اورانیوم

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: غنی.سازی اورانیوم عملی است که به.واسطهٔ آن در یک تودهٔ اورانیوم طبیعی مقدار ایزوتوپ ۲۳۵U بیشتر شود و مقدار ایزوتوپ ۲۳۸U کم.تر گردد. غنی.سازی اورانیوم یکی از مراحل چرخه سوخت هسته.ای است.

اورانیوم طبیعی (که به.شکل اکسید اورانیوم است) شامل ٪۳٫۹۹ از ایزوتوپ ۲۳۸U و ‎۰٫۷‎٪ از ‎۲۳۵U است. ایزوتوپ ۲۳۵U اورانیوم قابل شکافت و مناسب برای بمب.ها و نیروگاه.های هسته.ای است.

۲۳۸U باقی.مانده را اورانیوم ضعیف.شده می.نامند و نوعی زباله اتمی است. به.خاطر سختی زیاد و آتش.گیری و ویژگی.های دیگر از آن در ساختن گلوله.های ضد زره استفاده می.کنند. اورانیوم ضعیف.شده نیز هم.چنان پرتوزا است.

کانسنگ اورانیوم

انواع اورانیوم
«اورانیوم با غنای پایین» که میزان ۲۳۵U آن کم.تر از ۲۵٪ ولی بیشتر از ‎۰/۷‎٪ است. سوخت بیشتر نیروگاه.های هسته.ای بین ۳ تا ۵ درصد ۲۳۵U است.

«اورانیوم با غنای بالا» که ۲۳۵U در آن بیشتر از ۲۵٪ و حتی در مواردی بیش از ۹۸٪ است و مناسب برای کاربردهای نظامی و ساخت بمب.های هسته.ای است.

گستردگی در جهان
براساس گزارش آژانس انرژی اتمی، کشورهای ایالات متحده آمریکا، روسیه، چین، فرانسه، ایتالیا، بلژیک، اسپانیا، آلمان، هلند، انگلستان، ژاپن در غالب شش سازمان قادر به غنی.سازی اورانیوم در حدّ تجاری هستند. هند و پاکستان با درصد غنی.سازی پایین.تر، آرژانتین به.صورت غیرفعال و هم.چنین برزیل و ایران قادر به غنی.سازی اورانیوم هستند.[۱] گمانه زنی.هایی در مورد توانایی غنی سازی اورانیوم دراسرائیل و کره شمالی نیز وجود دارد.لیبی درسال ۲۰۰۳ پس از یک دهه، غنی سازی را متوقف کرد.[۲]

غنی سازی اورانیوم
ایزوتوپهای اورانیوم می.توانند از هم جدا شوند تا تمرکز یک ایزوتوپ بر دیگری را افزایش دهند. این فرایند غنی سازی نام دارد.

اورانیوم به رنگ سفید مایل به نقره.ای، سنگین، فلزی و رادیواکتیو است و به رغم تصور عام، فراوانی آن در طبیعت حتی از عناصری از قبیل جیوه، طلا و نقره نیز بیشتر است. عنصر اورانیوم در طبیعت دارای ایزوتوپهای مختلف از جمله دو ایزوتوپ مهم و پایدار اورانیوم ۲۳۵ و اورانیوم ۲۳۸ است.

اورانیوم ۲۳۵ مهمترین ماده مورد نیاز راکتورهای هسته.ای (برای شکافته شدن و تولید انرژی) است اما مشکل کار اینجاست که اورانیوم استخراج شده از معدن ترکیبی از ایزوتوپهای ‪۲۳۸و ‪۲۳۵بوده که در این میان سهم ایزوتوپ ‪۲۳۵بسیار اندک(حدود ‪۰٫۷درصد) است و به همین علت باید برای تهیه سوخت راکتورهای هسته.ای به روشهای مختلف درصد اوانیوم ‪۲۳۵را در مقایسه با اورانیوم ‪۲۳۸بالا برده و بسته به نوع راکتور هسته.ای به ۲ تا ۵٪ رساند و به اصطلاح اورانیوم را غنی.سازی کرد.

فراوری کیک زرد و تولید هگزافلورید اورانیوم و آغاز غنی.سازی (مرحله تبدیل و غنی.سازی ) کیک زرد در این مرحله هنوز دارای ناخالصی.هایی است که توسط روشهای مختلف این ناخالصی.ها کاسته شده.است. ‪استخراج اوانیوم از معدن و تهیه کیک زرد(مرحله فراوری سنگ معدن اورانیوم) عنصر اورانیوم در طبیعت به صورت ترکیبات شیمیایی مختلف از جمله اکسید اورانیوم، سیلیکات اورانیوم و یا فسفات اورانیوم و به صورت مخلوط با ترکیباتی از عناصر دیگر یافت می.شود.در میان کشورهای مختلف جهان، استرالیا دارای بزرگترین معادن اورانیوم است و کشورهای قزاقستان، کانادا، آفریقای جنوبی، نامیبیا، برزیل و روسیه نیز از معادن بزرگی برخوردارند.

مواد معدنی حاوی اورانیوم با استفاده از روشهای معدن.کاوی زیرزمینی و یا روزمینی استخراج شده و سپس طی فرایندهای مکانیکی و شیمیایی موسوم به “آسیاب کردن” و “کوبیدن” از دیگر عناصر جدا می.شوند. اورانیوم پس از استخراج تفکیک، کوبیده، خرد و به شکل پودر درآمده و سپس برای تولید ماده موسوم به “کیک زرد” استفاده قرار می.گیرد. کیک زرد در واقع محصول فراوری سنگ معدن ارونیوم است و به ترکیباتی از اورانیوم گفته می.شود که ناخالصی.های معدنی آن به میزان زیادی گرفته شده و است.

حدود نیم کیلوگرم اورانیوم غنی شدهٔ به کار رفته در یک بمب هسته.ای، برابر با چندین میلیون گالن بنزین است.

روش.های غنی.سازی اورانیوم :
روش انتشار (پخش) حرارتی
روش انتشار (پخش) گازها
روش الکترومغناطیسی
روش مرکزگریز گازی
روش مرکزگریز گازی زیپه
روش.های لیزری
روش شیمیایی
روش پلاسمایی
[ویرایش] غنی سازی با دستگاه سانتریفیوژ
نوشتار اصلی: مرکزگریز گازی

سانتریفیوژ دستگاهی است که برای جدا سازی مواد از یکدیگر بر اساس وزن آنها استفاده می.شود. این دستگاه مواد را با سرعت زیاد حول یک محور به گردش از محور فاصله می.گیرند. در واقع در این روش برای جدا سازی مواد از یکدیگر از شتاب ناشی از نیروی گریز از مرکز استفاده می.گردد، کاربرد عمومی این دستگاه برای جداسازی مایع از مایع و یا مایع از جامد است. سانتریفیوژهایی که برای غنی سازی اورانیوم استفاده می.شود حالت خاصی دارند که برای گاز تهیه شده.اند که به آنها Hyper-Centrifuge گفته می.شود. پیش از آنکه دانشمندان از این روش برای غنی سازی اورانیوم استفاده کنند از تکنولوژی خاصی بنام Gaseous Diffusion به معنی پخش و توزیع گازی استفاده می.کردند.

گردش سریع سیلندر ، نیروی گریز از مرکز بسیار قوی تولید می.کند و طی آن مولکولهای سنگینتر (آنهایی که شامل ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۸ هستند.) از مرکز محور گردش دورتر می.گردند و با بستی سازهای ساخت قم(فردو)(اورانیوم ۲۳۵ ) بیشتر حول محور سانتریفیوژ قرار می.گیرند. در غنی سازی اورانیوم با روش سانتریفوژ گازی، از تعداد زیادی سیلندر دوار که به صورت موازی و سری کنارهم قرار داده شده.اند استفاده می.شود.

سانترفیوز دستگاه استوانه.ای شکلی است که درست مثل توربین هواپیما پره.هایی در وسط آن وجود دارد این پره.ها در هر دقیقه بیش از یک صد هزار گردش دارند در نتیجه این چرخش اورانیوم سنگین روی دیواره آخری سانترفیوژ قرار می.گیرد و اورانیوم ۲۳۵ در کنار آن می.نشیند باید هزاران سانترفیوژ در کنار هم قرار بگیرند تا ما بتوانیم اورانیوم را غنی کنیم یعنی با یک یا چند سانترفیوژ نمی.توان اورانیوم را غنی کرد.

[ویرایش] غنی سازی اورانیم از طریق میدان مغناطیسی
یکی از روشهای غنی سازی اورانیوم استفاده از میدان مغناطیسی بسیار قوی می.باشد. در این روش ابتدا اورانیوم هگزا فلوئورید را حرارت می.دهند تا تبخیر شود. از طریق تبخیر ، اتمهای اورانیوم و فلوئورید از هم تفکیک می.شوند. در این حالت ، اتمهای اورانیوم را به میدان مغناطیسی بسیار قوی هدایت می.کنند. میدان مغناطیسی بر هسته.های باردار اورانیم نیرو وارد می.کند ( این نیرو به نیروی کوفتی معروف می.باشد) و اتمهای اورانیوم را از مسیر مستقیم خود منحرف می.کند. اما هسته.های سنگین اورانیوم ۲۳۸ نسبت به هسته.های سبکتر (اورانیوم ۲۳۵) انحراف کمتری دارند و درنتیجه از این طریق می.توان اورانیوم ۲۳۵ را از اورانیوم طبیعی تفکیک کرد

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 198]