كيف يتم استخراج اليورانيوم؟ هذا هو محور حديثنا اليوم. إذا كنت مهتما بالعلوم، فسنخبرك أن اليورانيوم (بالإنجليزية: Uranium) هو عنصر كيميائي مشع وسام في نفس الوقت.
لديه لون أبيض مائل للفضة، وهو فلز ثقيل وعدده الذري 92، وسنتعرف هنا على كيفية استخراجه، فتابعونا على موقع mkaal.com.
كيف يستخرج اليورانيوم
اليورانيوم هو واحد من العناصر المشعة التي اهتم بها العلماء. إنه عنصر ذو استخدامات كثيرة وخطيرة. وهنا بعض المعلومات عنه
- اليورانيوم ينتمي إلى سلسلة الأكتينيدات التي تشمل العناصر ذات العدد الذري المتراوح بين (90-103).
- اليورانيوم هو واحد من العناصر الـ (48) المتوفرة بكثرة في العالم.
- يعتبر اليورانيوم أكثر وفرة من الفضة بمعدل أربعين مرة.
- يقدر محتوى اليورانيوم في القشرة الأرضية بحوالي (2× 10-3%).
- لا يوجد يورانيوم حر في الطبيعة، بل يوجد ضمن المعادن.
استخراج اليورانيوم عن طريق التنقيب في مناجم مفتوحة
يعتبر التعدين بالحُفَر المكشوفة (بالإنجليزيّة: تعتبر التعدين المفتوح من الأساليب التقليدية لاستخراج اليورانيوم، وذلك بالنظر إلى:
- إذا تم العثور على خام اليورانيوم قرب سطح الأرض، وعلى عمق أقل من 400 قدم، أي ما يعادل 121.92 مترا، حيث يصبح تركيزه أقل من 0.5% في المادة الخام، يمكن استخلاصه.
- يتم ذلك عن طريق إزالة التربة والصخور الصلبة المحيطة بالمعدن الخام، وبعدها يتم كشف الصخور الصلبة.
- ثم يتم حفر حفرة للوصول إلى اليورانيوم.
- يتم البحث عن اليورانيوم في جدران الحفرة، وذلك في سلسلة من الطبقات الأفقية المعروفة بالمصاطب، وهذا يمنع انهيارها.
- يتم استخدام الحفر في الصخور ووضع المتفجرات فيها لتكسير الصخور الضخمة التي تحمل المواد الخام.
- يجب نقل الصخور المكسورة والمحطمة إلى السطح باستخدام شاحنات كبيرة، والتي تتمتع بقدرة على حمل 200 طن من المواد في كل رحلة.
شاهد أيضا: ما هو تخصيب اليورانيوم واهم مراحله تقنياته ؟
التعدين الأرضي لاستخراج اليورانيوم
تستخدم طريقة التعدين تحت الأرض (بالإنجليزيّة: في حالة وجود اليورانيوم في طبقات عميقة جدا، يتم استخراجه بواسطة التعدين الجوفي، حيث:
- يتم الحصول على تراكيزٍ عاليةٍ منه.
- لا يمكن الحصول على هذا التركيز من اليورانيوم من التعدين المكشوف.
- يتم حفر الخام ثم تفجيره للحصول على حطام.
- يتم نقل الحطام المستخرج إلى السطح.
ماذا يحدث بعد عملية التعدين؟
سواء تم التعدين بواسطة الحفر المكشوفة أو التعدين تحت الأرض، يحدث الأمر التالي:
- طحن الخام حتى يصبح مسحوقا ناعما، وذلك باستخدام مطحنة اليورانيوم.
- يتم معالجته بواسطة حمض قوي.
- تساعد هذه المعالجة في فصل حوالي 90% من اليورانيوم عن الصخور المحيطة به.
- هنا نصل إلى مرحلة الجفاف، حيث يتم تجفيفه ونحصل على بودرة بنية تميل للصفرة تسمى الكعكة الصفراء
- هذا المسحوق يحتوي على حوالي 80% من اليورانيوم.
كيف يتم استخراج اليورانيوم بالطرق الكيميائية؟
الطريقة الكيميائية لاستخراج اليورانيوم تسمى عملية الرّشح (بالإنجليزيّة: In-situ-Leaching)، حيث:
- تختلف هذه الطريقة عن الأساليب التقليدية المستخدمة في استخراج اليورانيوم، حيث يجري إجراء عملية كيميائية في موقع التعدين في القشرة الأرضية لفصله عن الصخور المحيطة به.
- تتم عملية حفر ثقوب في مواقع وجود رواسب اليورانيوم في الصخرة الخام.
- ثم يتم حقن محلول كيميائي يعمل على فك الروابط بين اليورانيوم والصخرة، ويربط ذراته ببعضها.
- بعد إجراء عملية الحقن، يتم ضخ المحلول الكيميائي المحمل به إلى السطح عبر ثقب آخر.
كيف يستخرج اليورانيوم من الفوسفات؟
ربما الكثيرون لم يكونوا على علم بهذه المعلومة، وهي إمكانية استخراج عنصر اليورانيوم من الفوسفات، وذلك عن طريق التالي:
- في البداية، يتم تكسير اليورانيوم الخام إلى قطع صغيرة الحجم.
- يتم تجميع هذه القطع بطريقة تسمى الطفو.
- يستخدم حمض الفوليك بهذه الطريقة، وتتم عملية التحميض في الهواء حتى يتحول إلى أكاسيد.
ما هو اليورانيوم المخصب؟
بالطبع نسمع كثيرا مصطلح اليورانيوم المخصب، ويرتبط في ذهننا بإنتاج وصناعة الأسلحة النووية الخطيرة، ولنتعرف على معنى هذا المصطلح فيما يلي:
- عملية التخصيب تتضمن فصل اليورانيوم-238 واليورانيوم-23.
- تتم هذه العملية بواسطة الطرد المركزي لغاز اليورانيوم.
- هنا يتم تغذية الاسطوانة الدوارة (الطرد المركزي) بسرعة فائقة على قاعدة تدار بمحرك يعمل بغاز (سداسي فلوريد اليورانيوم).
اقرأ أيضا: ماذا يعني تخصيب اليورانيوم
فيما يستخدم اليورانيوم المخصب؟
يستخدم اليورانيوم المخصب في مجالين، وهما:
- في المجال العسكري، يتم استخدام نسبة من 20% إلى 90% من اليورانيوم المخصب في تصنيع الأسلحة النووية، مثل الرؤوس النووية والقنابل.
- يستخدم اليورانيوم المخصب أيضا في المجال السلمي، حيث يدخل اليورانيوم المخصب 235 في صناعة وقود المفاعلات النووية التي تنتج الطاقة، ويتميز هذا اليورانيوم بقدرته على التشقق بنسبة تتراوح بين 3% و 5%.
مواصفات وخصائص اليورانيوم
فيما يلي بعض من خصائص ومواصفات اليورانيوم:
- في الأحوال العادية، يعتبر اليورانيوم معدنا فضيا صلبا، ولكنه ليون (قابل للانثناء).
- يعتبر عنصر قابل للسحب (بمعنى إمكانية مده إلى سلك طويل).
- اليورانيوم معدن كثيف للغاية و ثقيل.
- يعد عنصرا إشعاعيا ويتفاعل مع معظم العناصر غير المعدنية.
- اليورانيوم 235 هو النظير الانشطاري الوحيد الذي يستخرج من الطبيعة.
- بالمقصود هنا أنه يمكنه توليد سلسلة من ردود الفعل للانشطار النووي.
- تعد هذه الخاصية ذات أهمية بالغة في المفاعلات النووية والمتفجرات النووية.
شاهد من هنا: ما المقصود بتخصيب اليورانيوم
هذه كانت إجابتنا على سؤالنا حول كيفية استخراج اليورانيوم، وقد تعرفنا سويا على الطرق المختلفة التي يستخدمها العلماء لاستخلاصه، سواء كانت تقليدية أو كيميائية.
يجب التعامل مع اليورانيوم بحذر شديد؛ فهو من أخطر العناصر الموجودة في الطبيعة.
