يُصنّف عنصر اليورانيوم كيميائياً من سلسلة الأكتينيدات بالجدول الدوري، يرمز له بالإنجليزي بحرف (U)، والعدد الذري له هو (92)، أما عن شكله فهو يُشبه تقريباً المعادن الفولاذ، الذهب، والفضة ، إلا أن ورنه ثقيل جداً مقارنة مع حجمه، ويُعّد الأكثر وزناً بين المعادن، ذو كثافته عالية حداً، قريبة إلى كثافة الذهب.
مراحل إكتشاف اليورانيوم
- إكتشف الكيميائي الألماني مارتن كلابروث في عام 1789، بأن عنصر اليوارَنيوم أصله معدن.
- العالم الفرنسي أوجين ملكيور بليجوت، إكتشف عنصراً جديد يعمل على عزل الفلز عن الخليط الكيميائي المُركّب.
- يعود اكتشاف الخصائص الإشعاعية لعنصر اليوارَنيوم في عام 1896، إلى العالم الفيزيائي الفرنسي هنري بيكريل.
- الباحث أنريكو فيرمي والفيزيائي أوبنهايمر في عام 1934، قاموا بإستخدام عنصر اليوارَنيوم في صناعة التسلح النووي، والطاقة النووية.
طرق وخطوات ومراحل استخراج اليورانيوم
- يتم العمل على تكسير وإستخراج المعدن الخام لليورانيوم على شكل قطع صغيرة، وتجميعها بطريقة الطفو، وذلك باستخدام حامض الفوليك.
- عملية التحميص تتم في الهواء، متحولاً إلى أكاسيد.
- تصفية المزيج من حامض الكبربتيك وبرمنجانات البوتاسيوم، والتأكد من أكسدة اليوارَنيوم المتواجد في المعدن الخام، بتنقيته وترسيبه باستخدام وإضافة هيدروكسيد الصوديوم، ليتحول إلى صيغة كيميائية غير ذائبة (Na2U2O7) المسمى (Yellow Cake)، أي الكعكة الصفراء، يحتوي على ثاني أكسيد اليوارَنيوم، وتكون نسبته 70%.
- تتم إضافة حامض النيتريك لتحويله إلى نترات الصوديوم UO2(NO3)2 (H2O)n، وتمريره ببخار الفلور.
- يتم تحويل أكسيد اليوارَنيوم إلى غاز هكسا فلورايد اليوارَنيوم الرباعي (UF4).
- تبدأ عملية فصل اليوارَنيوم 238 ويورانيوم 235 بواسطة الطرد المركزي، المكّون من الغلاف الإسطواني المُفرغ داخله من الهواء، وتاخذ مرحلة الدوران داخل الإسطوانة بين 50 – 70 ألف دورة في الدقيقة، بإستخدام عنصر الكالسيوم، وإستخلاص نظائر اليوارَنيوم الأخرى بتفس الطريقة.
- يتم معالجة اليورانيوم الخام بإضافة أحد الأحماض التالية (حامض الكبريت، حامض الأزوت أو محلول كربونات الصوديوم) لإجراء عملية الفصل، وترسيبه متحولاً إلى محلول قلوي(pH).
- يترسب اليورانيوم على شكل ثنائي يورانات الأمونيوم أو ماءات اليورانيل.
- يكون المُترسب عبارة عن مزيج من أكاسيد اليورانيوم، المتحول إلى مركبات مثل (UF4، UO2، U3O8) للوصول إلى معدن اليوارنيوم المخصب.
- للحصول على مُركّب خالي من الشوائب، يُستخدم محلول الأزوت لفصل واستخلاص اليورانيوم، على شكل بلورات نترات اليورانيل التي يتم تحويلها إلى أكسيد (UO2) عن طريق التسخين.
- في الخطوة الأخيره لإنتاج اليورانيوم تتم المعالجة بمادة فلوريد الهيدروجين وتكون جافة وساخنة ليتحّول إلى أكسيد (UF4).
إستخدم العلماء اليورانيوم المُخصب في مجالين وهم :-
- في المجال العسكري: يتم إستخدام اليورانيوم المخصب 235 بنسبة 20% إلى 90%، في إنتاج الأسلحة النووية، كالرؤوس النووية والقنابل.
- في المجال السلمي: يُستخدم اليورانيوم المُخصب 235، الذي تكون قابلية إنشطاره من (3% إلى 5%)، في صناعة وقود المفاعلات النووية ليتم إنتاج الطاقة.
اقرأ أيضا:
المراجع: 1 2
