اليورانيوم هو عنصر كيميائي مشع الموجودة في الطبيعة وتستخدم بشكل أساسي لإنتاج كهرباء. بالإضافة إلى الطاقة ، يستخدم اليورانيوم في الإجراءات الطبية ، وللأسف في القنابل النووية.
يتم تمثيل اليورانيوم بالرمز "U" ويتكون في الغالب من نظائر اليورانيوم 235 و 238. يتكون 99.7٪ من اليورانيوم من نظير 238 و 0.7٪ فقط من نظير U-235.
تم اكتشاف هذا العنصر في ألمانيا عام 1789 وكان اسمه تكريما لكوكب أورانوس الذي اكتشف قبل 8 سنوات. ومع ذلك ، تم اكتشاف نشاطها الإشعاعي فقط في عام 1896.
اليورانيوم هو العنصر الطبيعي الأخير في الجدول الدوري وله أثقل نواة ذرية في الطبيعة. يتم إنتاج الكهرباء من انشطار جوهرها.
الطاقة الكهربائية المنتجة من اليورانيوم هي بديل للوقود الأحفوري مثل النفط والفحم. اليوم، 16٪ من كهرباء العالم تأتي من اليورانيوم.
خام اليورانيوم.
فهم ما النشاط الإشعاعي.
خصائص اليورانيوم
- في ظل الظروف العادية لدرجة الحرارة والضغط ، يكون صلبًا.
- لها لون رمادي فضي.
- إنه معدن مشع ويزداد تفاعله مع ارتفاع درجة الحرارة.
- لديها كثافة عالية وصلابة.
انظر أيضا معنى الموارد الطبيعية.
اليورانيوم في البرازيل
البرازيل هي سابع أكبر احتياطي من اليورانيوم في العالم
، لكنها يمكن أن تتقدم في هذا الموقف ، حيث تم البحث عن 30 ٪ فقط من أراضيها. هذا يعني أنه قد تكون هناك مناجم يورانيوم في الأراضي البرازيلية لا تزال مجهولة.مناجم اليورانيوم الرئيسية في البرازيل هي Caetité في باهيا و Santa Quitéria في Ceará. إجمالا ، يتم إنتاجها 276000 طن من اليورانيوم سنويا في البلاد.
من المناجم ، يتم نقل اليورانيوم المستخرج إلى مدينة ريزيندي ، في ريو دي جانيرو ، حيث توجد محطات الطاقة النووية أنجرا 1 وأنجرا 2.
في البرازيل ، يتم استخدام 99٪ من اليورانيوم لتوليد الطاقة ، أما النسبة المتبقية 1٪ فيستخدم في الطب والزراعة.
اليورانيوم في العالم
توجد أكبر احتياطيات من اليورانيوم في العالم في أستراليا ، تليها كازاخستان وروسيا وكندا والنيجر وجنوب إفريقيا والبرازيل.
فيما يتعلق بإنتاج الكهرباء ، فإن كندا وكازاخستان وأستراليا هم قادة العالم وينتجون معًا أكثر من نصف الطاقة النووية على كوكب الأرض.
تحقق من احتياطيات وإنتاج كل من هذه البلدان في الجدول:
| آباء |
احتياطي اليورانيوم ألف طن / سنة |
إنتاج اليورانيوم المخصب طن / سنة |
|---|---|---|
أستراليا |
1.661 | 7.743 |
| كازاخستان | 629 | 7.994 |
| روسيا | 487 | 3.239 |
| كندا | 468 | 10.485 |
| النيجر | 421 | 3.355 |
| البرازيل | 276 | 238 |
اليورانيوم والطاقة النووية
النظير الذي يمكن أن ينتج الطاقة من انشطار اللب هو U-235 ، وهو متوفر بكميات أقل ، لذلك يتم تخصيب اليورانيوم.
لإنتاج الطاقة الكهربائية ، يجب أن يكون تركيز اليورانيوم 235 بين 3٪ و 4٪. يمكن إجراء تخصيب اليورانيوم من خلال عمليتين مختلفتين: الطرد المركزي الفائق والانتشار الغازي. كلا العمليتين تفصل النظائر لزيادة تركيز اليورانيوم 235.
ال الطاقة النووية يعتبر طاقة ينظفحيث أنه لا ينبعث منه غازات الدفيئة ويولد القليل من النفايات. آخر أفضلية من هذه الطاقة هو النقل والتخزين، لأنها تشغل مساحة صغيرة.
يبلغ طول رقاقة اليورانيوم المخصب 1 سم وقطرها 1 سم وكفاءتها الطاقة عالية جدًا: باستخدام قرصين ، يمكن توليد الطاقة لمنزل به 4 أشخاص لمدة شهر كل.
لذلك فهو بديل ممتاز للنفط والفحم ، بالإضافة إلى الآثار السلبية على البيئة ، تحتل مساحة أكبر: ينتج 1 كغم من اليورانيوم كهرباء تعادل 10 أطنان من النفط و 20 طناً من فحم.
دورة اليورانيوم
بعد أخذ اليورانيوم من الطبيعة وتخصيبه ، يتم سحقه وتجميعه في مجموعات صغيرة أجهزة لوحية. في هذه المرحلة ، تكون الحشوات هشة وتخضع لدرجات حرارة عالية لتصبح أكثر مقاومة.
يتم وضع الحشوات المقواة على قضبان فولاذية قوية. يحتوي كل قضيب على 335 إدخالًا وتشكل مجموعة من 236 قضيبًا هيكلًا معدنيًا يسمى عنصر الوقود، والتي ستزود المفاعل لتوليد الطاقة.
بمجرد أن يدخل عنصر الوقود في المفاعل ، تبدأ عملية الانشطار. ينتج انشطار النواة عن قصف النيوترونات في نواة ذرات اليورانيوم.
عندما يصطدم النيوترون بالنواة ، فإنه ينقسم إلى قسمين ويطلق الكثير من الطاقة والنيوترونات الأخرى ، والتي ستقصف النوى الأخرى ، مما يؤدي إلى تفاعل متسلسل.
تولد هذه العملية حرارة تسخن الماء في النظام. يعمل البخار الناتج عن هذه المياه على تنشيط التوربينات التي تبدأ عند تشغيلها في توليد الكهرباء.
فهم المزيد عن الانشطار النووي.
مساوئ الطاقة النووية
أحد العيوب الرئيسية فيما يتعلق بالطاقة النووية هو خطر وقوع حوادث نووية وإمكانية تلوث البيئة. تصبح المناطق الملوثة باليورانيوم غير صالحة للسكن.
ا النفايات النووية إنها أيضًا نتيجة سلبية. لا يمكن إعادة استخدام مخلفات العملية ويجب التخلص منها بشكل صحيح ، كما لو دخلت الاتصال مع البشر ، يمكن أن يسبب أمراض مثل السرطان والطفرات الجينية وحتى الموت فوري.
معرفة المزيد عن الطاقة النووية و مصفوفة الطاقة.
اليورانيوم والقنابل النووية
أما لتوليد الكهرباء فيجب تخصيب اليورانيوم حتى يصل إلى 3٪ أو 4٪ اليورانيوم 235، لإنتاج قنبلة ذرية ، يجب أن تكون نسبة هذا النظير على الأقل 90%.
عند التخصيب إلى هذه المستويات ، يكون انشطار النواة بعد قصفها بالنيوترونات كبيرًا بشكل سخيف ، وقادر على إحداث ضرر هائل.
القنبلة التي ألقتها الولايات المتحدة على مدينة هيروشيما ، في اليابان ، في نهاية الحرب العالمية الثانية ، ودعا ولد صغير، 50 كجم من اليورانيوم 235. كان لهذه القنبلة القدرة التدميرية التي تعادل 15 ألف طن من مادة تي إن تي.
سحابة فوق هيروشيما بعد سقوط القنبلة الذرية.
ولد صغير أنتجت موجات حرارية تصل إلى 4 آلاف درجة و رياح سرعتها 440 متر في الثانية.
وقت الانفجار ، قتلت القنبلة 80 ألف شخص ولوث الإشعاع آلاف آخرين في المدينة. بالإضافة إلى الوفيات التي لا تزال تحدث حتى اليوم ، فإن الضرر الجيني الناجم عن الإشعاع ستشعر به أجيال لا حصر لها من الضحايا.
