كيفية-إستخراج-اليورانيوم

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.

خطوات 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.