طرق لتخصيب اليورانيوم .. أفضلها الفصل باستخدام الليزر

طرق لتخصيب اليورانيوم .. أفضلها الفصل باستخدام الليزر
اليورانيوم 235 الوحيد القابل للانشطار وتوليد الطاقة بالنيوترون

يوجد لليورانيوم ثلاثة نظائر تشترك في الرقم الذري 92 ولكنها تختلف في الوزن الذري وهذه النظائر هي اليورانيوم 238 ويكون 99.7% من اليورانيوم الطبيعي. واليورانيوم 235 ويكون 0.7%. واليورانيوم 234 ويكون نسبة ضئيلة لا تذكر. إن اليورانيوم 235 هو الوحيد القابل للانشطار بالنيوترونات وتوليد طاقة. أما اليورانيوم 238 فهو غير قابل للانشطار ولكنه عند امتصاصه للنيوترونات يتحول إلي عنصر البلوتونيوم القابل للانشطار. إن نظير البلوتونيوم 239 لا يوجد في الطبيعة ولكنه يعتبر عنصراً صناعياً.
إن اليورانيوم الطبيعي به يورانيوم 235 بنسبة 0.7% وهو لا يصلح كوقود نووي لمفاعلات الطاقة النووية وقد تبين أن اليورانيوم الطبيعي يصلح كوقود في حالة زيادة نسبة اليورانيوم 235 إلي حوالي 3%. إن زيادة نسبة اليورانيوم 235 في اليورانيوم الطبيعي يطلق عليها اسم إثراء أو تخصيب. إن طرق تخصيب اليورانيوم متعددة وفي هذه العمليات يحول اليورانيوم إلي صورة اليورانيوم الغازي يورانيوم هكسا فلوريد UF6 "سادس فلوريد اليورانيوم" إن طرق تخصيب اليورانيوم متعددة منها:
طريقة الانتشار الغازي
طريقة استخدام القوة الطاردة المركزية.
طريقة الفصل بواسطة حركة الغازات.
طريقة الفصل باستخدام أشعة الليزر.
طريقة الفصل الكهرومغناطيسي.
أولاً - طريقة الانتشار الغازي:
تعتبر هذه الطريقة من أقدم الطرق التي استخدمت في تخصيب اليورانيوم. في أثناء فترة الحرب العالمية الثانية خصص العلماء مدينة أوك ريدج بالولايات المتحدة لفصل اليورانيوم 235 عن اليورانيوم .238 والفكرة التي بنيت عليها هذه الطريقة بسيطة جدا. فاليورانيوم الطبيعي يوجد عادة علي هيئة فلز يمكن أن يتحول إلي مركب غازي باتحاده مع الفلور.
وفي عملية الانتشار يدفع المركب الغازي لليورانيوم خلال مرشحات خاصة تسمح بمرور الغاز الأقل كثافة وللحصول علي نسبة مرتفعة من تركيز اليورانيوم 235 يمرر الغاز خلال آلاف من المرشحات. وهذا يستدعي آلافاً من المضخات وانسياب الغاز في أنابيب طولها آلاف الأميال ويعتبر مصنع الانتشار الغازي بمدينة أوك ريدج أكبر مصنع في العالم. وقد كان الغرض هو تصنيع قنبلة ذرية من اليورانيوم 235 الذي تصل نسبته إلي أكثر من 90%. خلالها أو علي حد تعبير علماء الطبيعة أن تنتشر خلالها بسرعة تزيد قليلا علي سرعة الغازات الأكثر كثافة. والغاز المحتوي علي اليورانيوم 235 أخف قليلا وينتشر خلال
المرشحات بسرعة تزيد قليلا عن الغاز المحتوي علي اليورانيوم .238

عن: أ. د. محمد مصطفي عبدالباقي
الأستاذ بهيئة الطاقة الذرية