'اليورانيوم' ودوره في رحلة الوقود النووي من التعدين إلى التخصيب
عاد اليورانيوم للواجهة مجددًا في ظل تساؤلات تتعلق بمصير 400 كيلوغرام تملكها طهران، لكن هذه الحيرة الحالية تضاف إلى تاريخ طويل من الغموض الذي يحيط بهذا العنصر الحيوي.
'اليورانيوم' ودوره في رحلة الوقود النووي من التعدين إلى التخصيب
مواضيع مشابهة: مصرع جميع ركاب الطائرة الهندية في أحمد آباد
يُعتبر اليورانيوم حجر الأساس لأي برنامج نووي، حيث لم يكن أحد يعلم في البداية أهميته العسكرية، حتى حدثت نقطة تحول رئيسية عندما عمل النظام النازي على الانشطار في سبيل تطوير القنبلة النووية، قبل أن تدخل الولايات المتحدة الساحة بقوة.
ما هو اليورانيوم؟
اليورانيوم هو عنصر مشع طبيعي، عدده الذري 92، ويُرمز له بـ U في الجدول الدوري، ويُصنف ضمن مجموعة خاصة من العناصر تُسمى 'الأكتينيدات'، التي تم اكتشافها في فترة متأخرة نسبيًا من التاريخ.
مثل جميع الأكتينيدات الأخرى، يُعد اليورانيوم عنصرًا مشعًا.
وفقًا للوكالة الدولية للطاقة الذرية، يتمتع اليورانيوم بخصائص فريدة تجعله المصدر الرئيسي للوقود في المفاعلات النووية، حيث يمكن لكمية بحجم بيضة دجاجة أن تُنتج ما يعادل 88 طنًا من الفحم من الكهرباء.
ويُعتبر اليورانيوم من أكثر العناصر انتشارًا في قشرة الأرض، فهو يتواجد بكميات أكبر من الذهب بحوالي 500 مرة.
توجد كميات صغيرة منه في كل مكان، بدءًا من الصخور والتربة، وصولًا إلى المياه وحتى أجسادنا.
كما توجد كميات كبيرة من اليورانيوم المخفف في المحيط، تُقدّر بحوالي 4 مليارات طن.
تاريخ اكتشاف اليورانيوم
كان الكيميائي الألماني مارتن هاينريش كلابروث هو أول من اكتشف اليورانيوم عام 1789 أثناء فحصه لقطعة من البتشبلند، وهو خام معدني نشط إشعاعيًا من منجم الفضة يواخيمستال في بوهيميا.
على مدار أكثر من مائة عام بعد اكتشافه، كان يُستخدم اليورانيوم كمعدن لتلوين السيراميك والزجاج، حتى اكتشف العالم الفرنسي هنري بيكريل النشاط الإشعاعي له عام 1896، عندما نجح في كشف ألواح فوتوغرافية عن طريق تركها بجوار مركبات تحتوي على اليورانيوم.
من نفس التصنيف: إسرائيل تستعد لمواجهة احتمال نشوب حرب طويلة مع إيران
في عام 1899، طورت ماري وبيير كوري عمله، ونجحا في استخراج الراديوم، وهو ناتج عن تحلل اليورانيوم، من البتشبلند، حيث أتاح النشاط الإشعاعي المكثف للراديوم تطبيقات طبية محتملة، مما شكل انطلاقة جديدة لليورانيوم.
توالت الاكتشافات مع تحقيق أول انشطار نووي في المختبر على يد الفيزيائيين الألمان أوتو هان وفريتز ستراسمان عام 1938، ليبدأ في العام التالي أول برنامج نووي ألماني، الذي توقّف مؤقتًا مع اندلاع الحرب العالمية الثانية.
تشير بعض التقارير إلى أن النظام النازي بقيادة أدولف هتلر كان قادرًا على إنتاج أول سلاح نووي، مما أثار قلق الحلفاء، ودفع الولايات المتحدة للتحرك بسرعة في مجال تخصيب اليورانيوم.
تسلسلًا للأحداث، وقع أول تفاعل تسلسلي متحكم فيه لأول مرة في ولاية شيكاغو الأمريكية عام 1942، تلاه 'مشروع مانهاتن' الذي أسسته الولايات المتحدة لتطوير الأسلحة النووية برئاسة روبرت أوبنهايمر، والذي انتهى بإنتاج أول قنبلة نووية استخدمتها واشنطن في هيروشيما ونجازاكي في اليابان عام 1945.
بعد انتهاء الحرب العالمية الثانية، بدأ العلماء في استكشاف الاستخدامات غير العسكرية المحتملة لليورانيوم.
تخصيب اليورانيوم
يتواجد اليورانيوم في أشكال متعددة تختلف في الكتلة والخصائص الفيزيائية، لكنها تشترك في الخصائص الكيميائية نفسها، وتُسمى 'النظائر'.
هناك 3 نظائر طبيعية لليورانيوم هي 'اليورانيوم-234″ و'اليورانيوم-235' و'اليورانيوم-238″، حيث يُعتبر الأخير الأكثر شيوعًا، مُمثلًا حوالي 99% من اليورانيوم الطبيعي الموجود على الأرض.
تستخدم معظم المفاعلات النووية اليورانيوم-235، لكن اليورانيوم الطبيعي يحتوي عادةً على 0.72% فقط من اليورانيوم-235، لذا تتم زيادة التركيز بشكل مصطنع من 0.72% إلى 94% من خلال عملية تُسمى 'التخصيب'.
يُعتبر اليورانيوم منخفض التخصيب إذا كانت نسبة اليورانيوم-235 فيه أقل من 20%، ويمكن تخزينه بأمان لعدة سنوات.
تستخدم معظم المفاعلات التجارية يورانيوم بنسبة أقل من 5% كوقود، والذي يُطلق عليه 'اليورانيوم المُستخدم في المفاعلات'.
إذا تم تخصيب اليورانيوم لأكثر من 20%، يُعتبر عالي التخصيب ويُستخدم في مفاعلات الدفع البحرية مثل الغواصات والأسلحة النووية، وبعض مفاعلات الأبحاث.
كيف يُحفظ اليورانيوم المُخصب؟
بعد عملية التخصيب، يتحول اليورانيوم إلى مادة صلبة تشبه التراب البني، تُخزن هذه المادة داخل كبسولات معدنية محكمة الإغلاق.
تُصنع العبوات المعدنية من مواد مقاومة للتآكل والتسرب الإشعاعي، وتُحفظ في ظروف ذات درجة حرارة منخفضة ورطوبة قليلة للحفاظ على استقرارها.
تكون الكبسولات صغيرة نسبيًا وسهلة النقل، مما يجعل من الممكن إخفاؤها أو نقلها بسرية بعيدًا عن أعين الرقابة الدولية.
استخراج اليورانيوم
يستخرج اليورانيوم في القرن الحادي والعشرين بطريقة 'الاستخلاص في الموقع'، وهي الأكثر شيوعًا، ففي عام 2020 تم استخراج حوالي 58% من اليورانيوم عالميًا بهذه الطريقة، التي تعتمد على تمرير الماء وعناصر أخرى لإذابة اليورانيوم مباشرة من الرواسب، ثم استخراجه من باطن الأرض لتكريره وإنتاج أكسيد اليورانيوم أو 'الكعكة الصفراء'، الذي يُستخدم في تخصيب اليورانيوم.
دورة الوقود النووي
تُسمى العملية التدريجية لاستخراج اليورانيوم، وتحويله إلى وقود نووي، وتعريض الوقود للإشعاع في محطة طاقة نووية، والتخلص من النفايات الناتجة، دورة الوقود النووي.
يمر اليورانيوم بحالاته الصلبة والسائلة والغازية في طريقه للوصول إلى الوقود النووي، حيث يُذاب الخام الصلب في سائل، ثم يُستخرج، ويُحوّل إلى مادة صلبة على شكل كعكة صفراء، ثم يُحوّل إلى غاز سادس فلوريد اليورانيوم، ثم يتم طرده وتخصيبه، ثم يُعالج إلى ثاني أكسيد اليورانيوم، الذي يُشكل كريات اليورانيوم التي تُعتبر أساس الوقود النووي لمحطات الطاقة النووية.
هاشتاغز
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
الطريق
منذ 2 أيام
- الطريق
وزير الكهرباء والطاقة المتجددة يتفقد هيئة المواد النووية ويستعرض مشروعات العمل الحالية
الإثنين، 7 يوليو 2025 02:32 صـ بتوقيت القاهرة واصل الدكتور محمود عصمت وزير الكهرباء والطاقة المتجددة الجولات الميدانية إلى مواقع العمل بالشركات والهيئات التابعة، وقام اليوم الأحد بزيارة ميدانية إلى هيئة المواد النووية بمنطقة القطامية، لمتابعة سير العمل والوقوف على الواقع الفعلي لمستجدات تنفيذ مشروعات توطين صناعة بطاريات أيون الليثيوم، والخلايا الكهروضوئية، والجيل الثالث من الوقود الحيوي، وكذلك دور الهيئة ومساهماتها في المشروعات القومية والبرنامج النووي المصري السلمي وخاصة دورة الوقود النووي واستكشاف وتعدين واستخلاص الخامات النووية والمعادن النادرة ومشروعات الرمال السوداء واستصلاح الأراضي وخزانات المياه الجوفية وغيرها من المشروعات في إطار تضافر جهود المؤسسات الوطنية ومشاركتها في خطة التنمية المستدامة. اجتمع الدكتور محمود عصمت بالخبراء من الأساتذة والباحثين العاملين بالهيئة وفرق العمل القائمة على تنفيذ مشروعات صناعة بطاريات أيون الليثيوم والخلايا الكهروضوئية ومشروعات الجيل الثالث من الوقود الحيوي واستخلاص واستغلال المعادن النادرة من خلال تكوين كيانات صناعية على غرار مصانع الرمال السوداء، بحضور الدكتور حامد ميرة رئيس الهيئة، وتم استعراض خطة عمل "المواد النووية" في مختلف مجالات الاستخلاص والاستكشاف والاستشعار عن بعد وتوطين الصناعة وتقديم الخدمات للكيانات الاقتصادية والصناعية، واستمع الدكتور عصمت إلى شرح تفصيلي حول المشروعات الجاري تنفيذها ومنها تعظيم أوجه الاستفادة من الملح الصخري والمشاركة في دراسات توطين تكنولوجيا وتصنيع الألواح الفوتوفولطية وأشباه الموصلات (الرقائق الإلكترونية)، وتصنيع السيليكون النقي وصولاً لتصنيع الخلايا الشمسية وإنتاج أول "رقيقة" من خام الكوارتز النقي، واكتشاف العديد من المعادن النادرة، ومواقع الخامات النووية، وعمل مركز تسييل بيانات المسح الجوي والذى يُعد المركز الوحيد في منطقة الشرق الأوسط بعد مركز جنوب افريقيا. تفقد الدكتور محمود عصمت، المراكز البحثية المختلفة والمعامل وقاعات التدريب، وأقسام التعدين والجيوفيزياء الجوية، وناقش مع الأساتذة والخبراء القائمين على العمل المشروعات البحثية الحالية وخطط التنفيذ ودور الهيئة في إجراء دراسات الجدوى الفنية وتوطين تكنولوجيا معالجة المعادن النادرة واستخلاص ما بها من عناصر اقتصادية والمشاركة فى المشروع القومى لتطهير البحيرات والقيام بالدراسات الجيوهندسية والجيوفيزيائية والجيوتقنية ومخرات السيول، وكذلك قاعدة البيانات بنتائج المسح الاستكشافى الجوي والأرضي للخزان الجوفي والمسح الجيوفيزيائي للجمهورية ومناطق الحرارة الجوفية لتوليد الكهرباء وغيرها من المشروعات فى مجالات عمل الهيئة. قال الدكتور محمود عصمت أن مشروعات الهيئة نموذج يحتذى فى تعظيم دور البحث العلمي وإقامة كيانات صناعية يكون لها مردود اقتصادي وهى شريك فاعل فى خطة الدولة للتنمية المستدامة، مشيرا إلى مشاركتها فى المشروعات التنموية الكبرى فى شتى المجالات الاقتصادية خاصة الاستصلاح والتصنيع الزراعي وتوطين الصناعة والتكنولوجيا الحديثة والتعدين والثروة المعدنية والتوسع العمراني والمدن الجديدة ، مشيرا إلى مشروعات العمل التخصصي مثل الاستراتيجية الوطنية لاستكشاف وتعدين الخامات النووية والعناصر الاقتصادية المصاحبة والبدء الفعلي في مرحلة تقييم الخامات وإنشاء الوحدات التكنولوجية لإذابة الخامات النووية والعناصر الاقتصادية ووحدات استخلاص اليورانيوم وتصنيع الكعكة الصفراء وإعداد دراسات جدوى فنية واقتصادية عن استخلاص العناصر الأرضية النادرة، موضحاً دعم الدولة لتعظيم العوائد من الموارد الطبيعية.
مصر اليوم
منذ 2 أيام
- مصر اليوم
وزير الكهرباء والطاقة المتجددة يتفقد هيئة المواد النووية ويستعرض مشروعات العمل الحاليةاليوم الإثنين، 7 يوليو 2025 02:32 صـ
واصل الدكتور محمود عصمت وزير الكهرباء والطاقة المتجددة الجولات الميدانية إلى مواقع العمل بالشركات والهيئات التابعة، وقام اليوم الأحد بزيارة ميدانية إلى هيئة المواد النووية بمنطقة القطامية، لمتابعة سير العمل والوقوف على الواقع الفعلي لمستجدات تنفيذ مشروعات توطين صناعة بطاريات أيون الليثيوم، والخلايا الكهروضوئية، والجيل الثالث من الوقود الحيوي، وكذلك دور الهيئة ومساهماتها في المشروعات القومية والبرنامج النووي المصري السلمي وخاصة دورة الوقود النووي واستكشاف وتعدين واستخلاص الخامات النووية والمعادن النادرة ومشروعات الرمال السوداء واستصلاح الأراضي وخزانات المياه الجوفية وغيرها من المشروعات في إطار تضافر جهود المؤسسات الوطنية ومشاركتها في خطة التنمية المستدامة. اجتمع الدكتور محمود عصمت بالخبراء من الأساتذة والباحثين العاملين بالهيئة وفرق العمل القائمة على تنفيذ مشروعات صناعة بطاريات أيون الليثيوم والخلايا الكهروضوئية ومشروعات الجيل الثالث من الوقود الحيوي واستخلاص واستغلال المعادن النادرة من خلال تكوين كيانات صناعية على غرار مصانع الرمال السوداء، بحضور الدكتور حامد ميرة رئيس الهيئة، وتم استعراض خطة عمل "المواد النووية" في مختلف مجالات الاستخلاص والاستكشاف والاستشعار عن بعد وتوطين الصناعة وتقديم الخدمات للكيانات الاقتصادية والصناعية، واستمع الدكتور عصمت إلى شرح تفصيلي حول المشروعات الجاري تنفيذها ومنها تعظيم أوجه الاستفادة من الملح الصخري والمشاركة في دراسات توطين تكنولوجيا وتصنيع الألواح الفوتوفولطية وأشباه الموصلات (الرقائق الإلكترونية)، وتصنيع السيليكون النقي وصولاً لتصنيع الخلايا الشمسية وإنتاج أول "رقيقة" من خام الكوارتز النقي، واكتشاف العديد من المعادن النادرة، ومواقع الخامات النووية، وعمل مركز تسييل بيانات المسح الجوي والذى يُعد المركز الوحيد في منطقة الشرق الأوسط بعد مركز جنوب افريقيا. تفقد الدكتور محمود عصمت، المراكز البحثية المختلفة والمعامل وقاعات التدريب، وأقسام التعدين والجيوفيزياء الجوية، وناقش مع الأساتذة والخبراء القائمين على العمل المشروعات البحثية الحالية وخطط التنفيذ ودور الهيئة في إجراء دراسات الجدوى الفنية وتوطين تكنولوجيا معالجة المعادن النادرة واستخلاص ما بها من عناصر اقتصادية والمشاركة فى المشروع القومى لتطهير البحيرات والقيام بالدراسات الجيوهندسية والجيوفيزيائية والجيوتقنية ومخرات السيول، وكذلك قاعدة البيانات بنتائج المسح الاستكشافى الجوي والأرضي للخزان الجوفي والمسح الجيوفيزيائي للجمهورية ومناطق الحرارة الجوفية لتوليد الكهرباء وغيرها من المشروعات فى مجالات عمل الهيئة. قال الدكتور محمود عصمت أن مشروعات الهيئة نموذج يحتذى فى تعظيم دور البحث العلمي وإقامة كيانات صناعية يكون لها مردود اقتصادي وهى شريك فاعل فى خطة الدولة للتنمية المستدامة، مشيرا إلى مشاركتها فى المشروعات التنموية الكبرى فى شتى المجالات الاقتصادية خاصة الاستصلاح والتصنيع الزراعي وتوطين الصناعة والتكنولوجيا الحديثة والتعدين والثروة المعدنية والتوسع العمراني والمدن الجديدة ، مشيرا إلى مشروعات العمل التخصصي مثل الاستراتيجية الوطنية لاستكشاف وتعدين الخامات النووية والعناصر الاقتصادية المصاحبة والبدء الفعلي في مرحلة تقييم الخامات وإنشاء الوحدات التكنولوجية لإذابة الخامات النووية والعناصر الاقتصادية ووحدات استخلاص اليورانيوم وتصنيع الكعكة الصفراء وإعداد دراسات جدوى فنية واقتصادية عن استخلاص العناصر الأرضية النادرة، موضحاً دعم الدولة لتعظيم العوائد من الموارد الطبيعية. ملحوظة: مضمون هذا الخبر تم كتابته بواسطة الطريق ولا يعبر عن وجهة نظر مصر اليوم وانما تم نقله بمحتواه كما هو من الطريق ونحن غير مسئولين عن محتوى الخبر والعهدة علي المصدر السابق ذكرة.
بوابة الفجر
منذ 2 أيام
- بوابة الفجر
وزير الكهرباء يتفقد هيئة المواد النووية ويستعرض مشروعات العمل الحالية
واصل الدكتور محمود عصمت وزير الكهرباء والطاقة المتجددة الجولات الميدانية إلى مواقع العمل بالشركات والهيئات التابعة، وقام اليوم الأحد بزيارة ميدانية إلى هيئة المواد النووية بمنطقة القطامية، لمتابعة سير العمل والوقوف على الواقع الفعلي لمستجدات تنفيذ مشروعات توطين صناعة بطاريات أيون الليثيوم، والخلايا الكهروضوئية، والجيل الثالث من الوقود الحيوي، وكذلك دور الهيئة ومساهماتها في المشروعات القومية والبرنامج النووي المصري السلمي وخاصة دورة الوقود النووي واستكشاف وتعدين واستخلاص الخامات النووية والمعادن النادرة ومشروعات الرمال السوداء واستصلاح الأراضي وخزانات المياه الجوفية وغيرها من المشروعات في إطار تضافر جهود المؤسسات الوطنية ومشاركتها في خطة التنمية المستدامة. اجتمع الدكتور محمود عصمت بالخبراء من الأساتذة والباحثين العاملين بالهيئة وفرق العمل القائمة على تنفيذ مشروعات صناعة بطاريات أيون الليثيوم والخلايا الكهروضوئية ومشروعات الجيل الثالث من الوقود الحيوي واستخلاص واستغلال المعادن النادرة من خلال تكوين كيانات صناعية على غرار مصانع الرمال السوداء، بحضور الدكتور حامد ميرة رئيس الهيئة، وتم استعراض خطة عمل "المواد النووية" في مختلف مجالات الاستخلاص والاستكشاف والاستشعار عن بعد وتوطين الصناعة وتقديم الخدمات للكيانات الاقتصادية والصناعية، واستمع الدكتور عصمت إلى شرح تفصيلي حول المشروعات الجاري تنفيذها ومنها تعظيم أوجه الاستفادة من الملح الصخري والمشاركة في دراسات توطين تكنولوجيا وتصنيع الألواح الفوتوفولطية وأشباه الموصلات (الرقائق الإلكترونية)، وتصنيع السيليكون النقي وصولًا لتصنيع الخلايا الشمسية وإنتاج أول "رقيقة" من خام الكوارتز النقي، واكتشاف العديد من المعادن النادرة، ومواقع الخامات النووية، وعمل مركز تسييل بيانات المسح الجوي والذى يُعد المركز الوحيد في منطقة الشرق الأوسط بعد مركز جنوب افريقيا. تفقد الدكتور محمود عصمت، المراكز البحثية المختلفة والمعامل وقاعات التدريب، وأقسام التعدين والجيوفيزياء الجوية، وناقش مع الأساتذة والخبراء القائمين على العمل المشروعات البحثية الحالية وخطط التنفيذ ودور الهيئة في إجراء دراسات الجدوى الفنية وتوطين تكنولوجيا معالجة المعادن النادرة واستخلاص ما بها من عناصر اقتصادية والمشاركة فى المشروع القومى لتطهير البحيرات والقيام بالدراسات الجيوهندسية والجيوفيزيائية والجيوتقنية ومخرات السيول، وكذلك قاعدة البيانات بنتائج المسح الاستكشافى الجوي والأرضي للخزان الجوفي والمسح الجيوفيزيائي للجمهورية ومناطق الحرارة الجوفية لتوليد الكهرباء وغيرها من المشروعات فى مجالات عمل الهيئة. قال الدكتور محمود عصمت أن مشروعات الهيئة نموذج يحتذى فى تعظيم دور البحث العلمي وإقامة كيانات صناعية يكون لها مردود اقتصادي وهى شريك فاعل فى خطة الدولة للتنمية المستدامة، مشيرا إلى مشاركتها فى المشروعات التنموية الكبرى فى شتى المجالات الاقتصادية خاصة الاستصلاح والتصنيع الزراعي وتوطين الصناعة والتكنولوجيا الحديثة والتعدين والثروة المعدنية والتوسع العمراني والمدن الجديدة، مشيرا إلى مشروعات العمل التخصصي مثل الاستراتيجية الوطنية لاستكشاف وتعدين الخامات النووية والعناصر الاقتصادية المصاحبة والبدء الفعلي في مرحلة تقييم الخامات وإنشاء الوحدات التكنولوجية لإذابة الخامات النووية والعناصر الاقتصادية ووحدات استخلاص اليورانيوم وتصنيع الكعكة الصفراء وإعداد دراسات جدوى فنية واقتصادية عن استخلاص العناصر الأرضية النادرة، موضحًا دعم الدولة لتعظيم العوائد من الموارد الطبيعية.
