كيف يستخرج اليورانيوم
كيف يستخرج اليورانيوم، هذا هو محور حديثنا اليوم، فلو كنت مهتم بالعلوم فنحن نقول لك أن اليورانيوم (بالإنجليزيّة: Uranium)، يعد عنصر كيميائي مشّع وفي نفس الوقت سام.
وله لون أبيض يميل إلى الفضي، وهو يعتبر فلزّ ثقيل وعدده الذري 92، ونحن هنا سنتعرف على كيفية استخراجه فتابعوا معنا المقال عبر موقع maqall.net.
محتويات المقال
كيف يستخرج اليورانيوم
اليورانيوم من العناصر المشعة التي شغلت بال العلماء، فهو عنصر كثير وخطير الاستخدامات، واليكم بعض المعلومات عنه:
- ينتمي اليورانيوم لسلسلة الأكتينيدات التي تضم العناصر التي لها عدد ذري يتراوح من (90- 103).
- اليورانيوم من ضمن العناصر الـ (48) المتوافرة بكثرة في العالم.
- يعتبر اليورانيوم أكثر وفرة من الفضة بأربعين مرة.
- تُقدّر نسبة اليورانيوم في القشرة الأرضيّة بما يقرب من (2× 10-3%).
- لا يوجد اليورانيوم حر في الطّبيعة، وانما يوجد ضمن فلزات.
استخراج اليورانيوم عن طريق التعدين بالحفر المكشوفة
يعتبر التعدين بالحُفَر المكشوفة (بالإنجليزيّة: Open Pit Mining) من الطرق التقليدية لاستخراج اليورانيوم، حيث:
- لو وُجِد خام اليورانيوم قريبًا سطح الأرض، وبعمق أقل من 400 قدم، أي ما يعادل 121.92م، حيث يصبح هنا تركيزه أقل من 0.5% في المادة الخام، يمكن استخراجه.
- يتم ذلك عن طريقة إزالة التربة والنفايات الصخرية عن الخام، وهنا يتم الكشف عن الصخور الصلبة.
- بعد ذلك يتم حفر حفرة من أجل الوصول إلى اليورانيوم.
- يتم التنقيب عن اليورانيوم في جدران الحفرة، وذلك في سلسلة من الطبقات الأفقية التي تسمى المصاطب، وهذا يمنعها من الانهيار.
- يتم حفر ثقوب في الصخور، وتوضع بها المتفجرات من أجل تكسير الكتل الصخرية الضخمة التي تحمل الخام.
- لابد من نقل الصخور المكسورة والمحطمة إلى السطح عن طريق استخدام شاحنات كبيرة، لها القدرة على حمل 200 طن من المواد أثناء النقلة الواحدة.
شاهد أيضا: ما هو تخصيب اليورانيوم واهم مراحله تقنياته ؟
التعدين الأرضي لاستخراج اليورانيوم
تستخدم طريقة التعدين تحت الأرض (بالإنجليزيّة: Underground Mining) لو وجد اليورانيوم في طبقات عميقة للغاية، حيث:
- يتم الحصول على تراكيزٍ عاليةٍ منه.
- لا يمكن الحصول على هذا التركيز من اليورانيوم من الحفر المكشوفة.
- يتم حفر الخام، وبعد ذلك تفجيره من أجل الحصول على حطام.
- يتم نقل الحطام المستخرج إلى السطح.
ماذا يحدث بعد عملية التعدين؟
سواء تم التعدين عن طريق الحفر المكشوفة أو التعدين الأرضي، يحدث التالي:
- طحن الخام حتى يصبح مسحوق ناعم، وذلك في مطحنة اليورانيوم.
- يتم معالجته بواسطة حمض قوي.
- المعالجة هذه تساعد على فصل حوالي 90% من اليورانيوم عن الصخور التي تحيط به.
- هنا نصل لمرحلة التجفيف، حيث يتم تجفيفه ونحصل على مسحوق بني يميل للصفار يسمى الكعكة الصفراء
- هذا المسحوق يحتوي على 80% من اليورانيوم.
كيف يتم استخراج اليورانيوم بالطرق الكيميائية؟
الطريقة الكيميائية لاستخراج اليورانيوم تسمى عملية الرّشح (بالإنجليزيّة: In-situ-Leaching)، حيث:
- تختلف تلك الطريقة عن الطرق التقليدية التي تستخدم لاستخراج اليورانيوم، حيث يتم القيام بعملية كيميائية في القشرة الأرضية في موقع التعدين، من أجل فصله عن الصخور المحيطة به.
- يتم حفر ثقوب في أماكن وجود رواسب اليورانيوم في الصخرة الخام.
- بعد ذلك يتم حقن محلولٍ كيميائيّ يعمل على تفكيك الروابط بين اليورانيوم والصخرة، ويقوم بربط ذراته ببعضها.
- بعد الانتهاء من عملية الحقن، يتم القيام بضخ المحلول الكيميائي المُحمّل به إلى السطح عن طريق ثقب آخر.
كيف يستخرج اليورانيوم من الفوسفات؟
هذه المعلومة ربما لم يكن الكثيرين يعرفونها، وهي إمكانية استخراج عنصر اليورانيوم من الفوسفات، عن طريق التالي:
- أولًا يتم تكسير المعدن الخام لليورانيوم على هيئة قطع صغيرة الحجم.
- يتم تجميع هذه القطع بطريقة تسمى الطفو.
- يستخدم حامض الفوليك في هذه الطريقة، وتتم عملية التحميض في الهواء حتى يتحول إلى أكاسيد.
ما هو اليورانيوم المخصب؟
بالطبع نسمع كثيرًا مصطلح اليورانيوم المخصب، ويرتبط في أذهاننا بإنتاج وصناعة الأسلحة النووية الخطيرة، ولنتعرف على معنى هذا المصطلح فيما يلي:
- التخصيب عملية يتم فيها فصل عنصر اليورانيوم-238 واليورانيوم-23.
- تتم هذه العملية عن طريق الطرد المركزي لغاز اليورانيوم.
- هنا يتم تغذية الاسطوانة الدوارة (الطرد المركزي) والتي تدور بسرعة فائقة على قاعدة تدار بمحرك بغاز (سداسي فلوريد اليورانيوم).
اقرأ أيضا: ماذا يعني تخصيب اليورانيوم
فيما يستخدم اليورانيوم المخصب؟
يستخدم اليورانيوم المخصب في مجالين، وهما:
- المجال العسكري، حيث يستخدم اليورانيوم المخصب بنسبة 20% إلى 90%، في صناعة الأسلحة النووية، مثل الرؤوس النووية والقنابل.
- يستخدم اليورانيوم المخصب في المجال السلمي أيضًا، حيث أن اليورانيوم المُخصب 235، الذي يمتلك قابلية انشطار من (3% إلى 5%)، يدخل في صناعة وقود المفاعلات النووية التي ينتج عنها الطاقة.
مواصفات وخصائص اليورانيوم
فيما يلي بعض من خصائص ومواصفات اليورانيوم:
- في الظروف العادية يعتبر اليورانيوم معدن فضِّي صلب، ولكن يمتلك ليونة (بمعنى أنه قابل للانثناء).
- يعتبر عنصر قابل للسحب (بمعنى إمكانية مدَّهُ إلى سِلك طويل).
- اليورانيوم معدن كثيف للغاية و ثقيل.
- يعتبر عنصر إشعاعي، ويتفاعل مع أغلب العناصر الغير معدنية.
- (اليورانيوم 235) يعتبر النظير الانشطاري الوحيد الذي يستخرج من الطبيعة.
- نقصد بالانشطاري هنا أنه يستطيع توليد سلسلة من ردود الفعل للانشطار النووي).
- تعتبر هذه الخاصية مهمة جدًا في المفاعلات النووية و في المُتفجرات النووية.
شاهد من هنا: ما المقصود بتخصيب اليورانيوم
وكانت تلك إجابة سؤالنا عن كيف يستخرج اليورانيوم، ولقد عرفنا معًا الطرق المختلفة التي يستخدمها العلماء لاستخراجه سواء كانت الطرق التقليدية أو الطرق الكيمائية.
وبالطبع التعامل مع اليورانيوم يتم بحذر شديد فهو من أخطر العناصر الموجودة في الطبيعة.