كتب natural uranium enrichment
اذا لم تجد ما تبحث عنه يمكنك استخدام كلمات أكثر دقة.
تخصيب اليورانيوم الطبيعي (معلومة)
عملية تخصيب اليورانيوم عبارة عن عزل نظير معين Isotope separation ، وهذ النظير المعين هو اليورانيوم-235 الذي يصلح لإنتاج الطاقة الكهربائية في مفاعل نووي. اليورانيوم الطبيعي يحتوي على 0.7% من اليورانيوم-235 أما باقي اليورانيوم فهو اليورانيوم -238. والمطلوب من عملية التخصيب هو رفع نسبة اليورانيوم-235 في اليورانيوم الطبيعي إلى 5.3% حتى يمكن استخدامه في مفاعل نووي يعمل بالماء الخفيف. اليورانيوم المخصب إذا يمكن أن يكون ذو نسبة 5.3% من اليورانيوم-235 أو أعلى من ذلك (إنتاج أسلحة نووية يحتاج إلى تخصيب أعلى من 90%)، ويسمى الجزء من اليورانيوم المنزع منه اليورانيوم-235 "اليورانيوم المنضب". وتتم عملية التخصيب على مراحل حيث يتم في كل مرحلة عزل كميات أكبر من النظير المرغوب فيه (اليورانيوم-235) حيث يزداد اليورانيوم تخصيبا بعد كل مرحلة لحد الوصول إلى نسبة النقاء المطلوبة (5.3% لإنتاج الطاقة الكهربائية في مفاعلات نووية ؛ أو 20% لمفاعلات البحوث العلمية أو 90% لإنتاج أسلحة نووية).
أول عملية تخصيب اتبعتها الولايات المتحدة خلال الحرب العالمية الثانية بغرض صناعة قنبلة هيروشيما النووية؛ تلك الطريقة هي طريقة إنتشار الغازي. في تلك العملية تستغل معدل نفاذية اليورانيوم-235 السريع عبر حاجز سيراميكي بالمقارنة بسرعة نفاذية اليورانيوم-238 في رفع نسبة اليورانيوم-235 في المخلوط. الطريقة تستغل اليورانيوم الطبيعي في حالة غازية (أي في درجة حرارة مرتفعة) (سداسي فلوريد اليورانيوم ). الطريقة الثانية هي طريقة الطرد المركزي ، وفيه أيضا يكون اليورانيوم الطبيعي في صورة غاز وفي درجة حرارة عالية. معامل الفصل بين النظيرين عبر مرحلة واحدة هو 1.3 للطريقة الطرد المركزي بالمقارنة بمعامل 1.005 للانتشار الحراري عبر حاجز، وهي نسبة تعادل 1:50 من وجهة الطاقة المستخدمة . طريقة الطرد المركزي تتبع في تخصيب 54% من اليورانيوم المخصب في العالم.
الوصف التالي يصف عملية التخصيب بالطرد المركزي:
1-التخصيب هو عملية فصل اليورانيوم-238 واليورانيوم-235، ويتم بواسطة الطرد المركزي لغاز اليورانيوم. حيث يتم تغذية الاسطوانة الدوارة (الطرد المركزي) -التي تدور بسرعة كبيرة على قاعدة يديرها محرك - بغاز (سداسي فلوريد اليورانيوم ) . يذهب سداسي فلوريد اليورانيوم (الكعكة الصفراء yellow Cake) في حالته الغازية إلى جهاز الطرد المركزي ويعرض لسرعة دوران من 50 - 70 ألف دورة في الدقيقة.
2- تتجمع الجزيئات الأكثر ثقلاً من اليورانيوم-238 على جدار الأسطوانة ويهبط إلى أسفل وهو اليورانيوم الأقل تخصيباً.
3- تتجمع الجزيئات الأخف من اليورانيوم-235 بالقرب من مركز الاسطوانة ويتحرك لأعلى.
4- يتم سحب اليورانيوم-235 المخصب من الأسطوانة الأولى وترسل إلى أسطوانة ثانية للطرد المركزي، بذلك ترتفع نسبة تخصيب اليورانيوم بعد مرور الغاز على عدة أسطوانات طرد مركزي.(أنظر منظومة الأسطوانات أعلاه).
