تخصيب اليورانيوم
هذا المقال الذي أضعه بين أيديكم ليس مجرد ذكرى، بل هو ردة فعل جريئة على شغفي في الكتابة. كنت في الخامسة عشرة، قبل عشرة أعوام، وأسلوب كتابتي كان كارثياً، لكن هل تنجح الفنون إذا لم تُعبر عن صراخ القلب؟ برغم كل شيء، قررت أن أشارككم هذا العمل، لتنهشوه بالنقد أو لتتعلموا من أخطائي، فهل لديكم الشجاعة للاستفادة من تجربتي؟
مقدمة
قبل الخوض في تخصيب اليورانيوم وطرقه علينا أولا أن نعرف ماهي هذه المادة وكيف هو شكلها. فاليورانيوم يكون في الأصل عبارة عن عنصر كيميائي يرمز له ب 92U أي أنه يحتوي على 92 بوروتون و 92 إلكترون، وهو فلز شبيه بالفضة أو الفولاذ لكنه أثقل منهما في الوزن.
يوجد لليورانيوم في الطبيعة عدة نظائر نذكر منها يورانيوم 235 و 238 على سبيل المثال ( العدد هو عدد النويات أي عدد النوترونات والبروتونات بنوات اليورانيوم)، إلا أن كل هذه النظائر مشعة كما تتراوح فترة عمر النصفها بين 69 سنة و4.5 مليار سنة.
في الطبيعة فنجد أن أكثر النظائر شيوعا هو اليورانيوم 238 وهذ راجع بالأساس لعمر نصفه الكبير حيث أن نسبة هذا النظير هي 99.3٪ من اليورانيوم المتواجد في الطبيعة. أما اليورانيوم 235 الذي يعتبر ذو ثاني أكبر كثافة فهو يمثل 0.7٪ من اليورانيوم الطبيعي كما تتواجد كميات قليلة جدا من اليورانيوم 234 تعتبر مهملة.
تخصيب اليورانيوم
كما ذكرنا فاليورانيوم الطبيعي يحوي نسبة 99.3 بالمئة من اليورانيوم 238 وهذا النظير له عمر نصف كبير مقارنة مع النظائر الأخرى وهذا ما غير قادرين على إستعمال اليورانيوم الطبيعي لأغراض صناعية( الصناعات الحربية والطاقية والطبية على سبيل المثال). ولحل هذا الإشكال يلزمنا تكثيف اليورانيوم 235 داخل العينة لتصبح قابلة إستغلالها، هذا التكثيف هو ما يسمى بالتخصيب.
بالنسبة للتخصيب لا توجد طريقة كيميائية عادية يمكنها فصل النظيرية حيث أن اليورانيوم 235 و 238 يمكتلكان نفس الخصائص الكيميائية نظرا لإمتلاكهما نفس عدد الإلكترونات والبروتونات، هنا تبقى الطريقة الوحيدة التي يمكن من خلالها فصل اليورانيوم 235 على النظير 238 هي الطريقة الميكانيكية.
فاليورانيوم 235 هو أخف بقليل من نظيره 238 لهذا فاستغلال هذه الخاصية الفيزيائية هو الأمثل، عن طريق استعمال نظام الإنتشار الغازي gaseous diffusion لبدأ عملية الفصل بين النظيرين. وفي هذه النظام، اليورانيوم يتحد مع الفلورين لتكوين غاز هيكسا فلورايرد اليورانيوم UF4. هذا المزيج يدفع مروحيا بواسطة مضخة الضغط من خلال سلسلة من الحواجز ذات المسامات الرقيقة جدا. وبما أن اليورانيوم 235 أخف من 238 بالتالي يمكنه أن ينفد من الحواجز بسرعة أكبر. كنتيجة فإن تركيز اليورانيوم 235 يصبح بالتالي أكبر كلما مر من خلال كل حاجز. وبعد أن تمر العينة من خلال عدة آلاف من الحواجز فإن الهيكسافلورايد يحتوي نسبيا على تركيز أعلى من اليورانيوم 235. وهكذا حتى الوصول إلى التركيز المطلوب، مثلا 2% من العينة لبعض المفاعلات النووية أو 97 بالمئة من أجل صناعة القنبلة النووية …
بمجرد الإنتهاء من هذه العملية أي الإنتشار الغازي، فيجب تنقية اليورانيوم مرة أخرى عن طريق تقنية الفصل المغناطيسي للمستخلص نت عملية التخصيب السابقة، لنحصل على تكثيف أكبر لليورانيوم 235.
