אורניום הוא א יסוד כימי רדיואקטיבי נמצא בטבע ומשמש בעיקר לייצור חַשְׁמַל. בנוסף לאנרגיה, משתמשים באורניום בהליכים רפואיים ולמרבה הצער, ב פצצות גרעיניות.
אורניום מיוצג על ידי הסמל "U" והוא מורכב בעיקר מה- איזוטופים U-235 ו- U-238. 99.7% מהאורניום מורכב מאיזוטופ 238 ורק 0.7% מהאיזוטופ U-235.
יסוד זה התגלה בגרמניה בשנת 1789 ושמו היה מחווה לכוכב אורנוס, שהתגלה 8 שנים קודם לכן. אולם הרדיואקטיביות שלה התגלתה רק בשנת 1896.
אורניום הוא היסוד הטבעי האחרון בטבלה המחזורית ויש לו את הגרעין האטומי הכבד ביותר בטבע. מהבקיעת ליבה נוצרת אנרגיה חשמלית.
אנרגיה חשמלית המופקת מאורניום מהווה חלופה לדלקים מאובנים כמו נפט ופחם. היום, 16% מהחשמל בעולם מגיע מאורניום.
עפרות אורניום.
להבין מה ה רדיואקטיבי.
מאפייני אורניום
- בתנאים רגילים של טמפרטורה ולחץ, הוא מוצק.
- יש לו צבע אפור כסוף.
- זוהי מתכת רדיואקטיבית ותגובתה עולה עם עליית הטמפרטורה.
- יש לו צפיפות וקשיות גבוהה.
ראה גם את המשמעות של משאבים טבעיים.
אורניום בברזיל
ברזיל היא שמורת האורניום השביעית בגודלה בעולם, אך היא יכולה לעלות בעמדה זו, מכיוון שרק 30% משטחה נחקר. משמעות הדבר היא כי יתכנו מוקשים אורנימיים בשטח ברזיל שעדיין אינם ידועים.
מכרות האורניום העיקריים בברזיל הם קייטיט בבאהיה וסנטה קיטריה בקארה. בסך הכל הם מיוצרים 276,000 טון אורניום בשנה בארץ.
מהמוקשים מועבר האורניום המופק לעיר רזנדה, בריו דה ז'ניירו, שם ממוקמים מפעלי הגרעין אנגרה I ואנגרה II.
בברזיל 99% מהאורניום משמש לייצור אנרגיה, 1% הנותרים משמשים ברפואה ובחקלאות.
אורניום בעולם
מאגרי האורניום הגדולים בעולם נמצאים באוסטרליה, ואחריה קזחסטן, רוסיה, קנדה, ניז'ר, דרום אפריקה וברזיל.
מבחינת ייצור החשמל, קנדה, קזחסטן ואוסטרליה הן המובילות בעולם ומייצרות יחד יותר ממחצית האנרגיה הגרעינית של כדור הארץ.
בדוק את הרזרבות והייצור של כל אחת מהמדינות הללו בטבלה:
| הורים |
שמורת אורניום אלפי טון לשנה |
ייצור אורניום מועשר טונות לשנה |
|---|---|---|
אוֹסטְרַלִיָה |
1.661 | 7.743 |
| קזחסטן | 629 | 7.994 |
| רוּסִיָה | 487 | 3.239 |
| קנדה | 468 | 10.485 |
| ניז'ר | 421 | 3.355 |
| בְּרָזִיל | 276 | 238 |
אורניום ואנרגיה גרעינית
האיזוטופ שיכול לייצר אנרגיה מביקוע הליבה הוא U-235, אשר זמין בכמות פחותה יותר, ולכן האורניום מועשר.
לייצור אנרגיה חשמלית, ריכוז ה- U-235 חייב להיות בין 3% ל -4%. העשרת אורניום יכולה להיעשות בשני תהליכים שונים: צנטריפוגה אולטרה ופיזור גזי. שני התהליכים מפרידים איזוטופים כדי להגדיל את ריכוז ה- U-235.
ה אנרגיה גרעינית נחשב לאנרגיה לְנַקוֹת, מכיוון שהוא אינו פולט גזי חממה ומייצר מעט פסולת. אַחֵר יתרון של אנרגיה זו היא הובלה ואחסון, מכיוון שהוא תופס מעט מקום.
רקיק אורניום מועשר אורכו סנטימטר אחד על סנטימטר אחד ויעילותו האנרגיה גבוהה מאוד: עם שני טאבלטים ניתן לייצר אנרגיה לבית עם 4 אנשים למשך חודש כֹּל.
לכן, זוהי אלטרנטיבה מצוינת לשמן ולפחם, אשר בנוסף להשפעות השליליות על הסביבה, תופס יותר מקום: ק"ג אורניום מייצר חשמל שווה ערך ל -10 טון נפט ו -20 טון פֶּחָם.
מחזור האורניום
לאחר שנלקח מהטבע והועשר, האורניום נמחץ ומקובץ לקטנים טבליות. בשלב זה הכניסות שבירות ונתונות לטמפרטורות גבוהות כדי להיות עמידות יותר.
התוספות המוקשות מונחות על מוטות פלדה סגסוגת חזקים. כל מוט מכיל 335 הוספות והסט של 236 מוטות יוצר מבנה מתכתי שנקרא אלמנט דלק, אשר יספק את הכור לייצור חשמל.
ברגע שאלמנט הדלק נמצא בכור, תהליך הביקוע מתחיל. ביקוע הגרעין נגרם מהפצצת נויטרונים בגרעין אטומי האורניום.
כאשר הנויטרון פוגע בגרעין, הוא מתפצל לשניים ומשחרר אנרגיה רבה ונויטרונים אחרים, אשר יפציצו גרעינים אחרים, ויגרמו לתגובת שרשרת.
תהליך זה מייצר חום המחמם את המים במערכת. הקיטור ממים אלה מפעיל את הטורבינות שבתפעולן מתחילות לייצר חשמל.
להבין יותר אודות ביקוע גרעיני.
חסרונות האנרגיה הגרעינית
אחד החסרונות העיקריים ביחס לאנרגיה גרעינית הוא סיכון לתאונות גרעיניות ואפשרות של זיהום הסביבה. אזורים מזוהמים באורניום הופכים לבלתי מיושבים.
או פסולת גרעינית זו גם תוצאה שלילית. לא ניתן לעשות שימוש חוזר בשאריות תהליכים ויש להשליך אותן כראוי כאילו הן נכנסות מגע עם בני אדם, יכול לגרום למחלות כמו סרטן, מוטציות גנטיות ואפילו מוות מִיָדִי.
לדעת יותר על אנרגיה גרעינית ו מטריצת אנרגיה.
אורניום ופצצות גרעיניות
בעוד לייצור חשמל, יש להעשיר אורניום עד שהוא מגיע ל -3% או ל -4% 235 אורניום, כדי לייצר פצצה אטומית, חלקו של איזוטופ זה חייב להיות לפחות 90%.
כשהוא מועשר לרמות אלה, ביקוע הגרעין לאחר הפצצתו על ידי נויטרונים הוא גדול באופן אבסורדי, המסוגל לגרום נזק אדיר.
הפצצה שהטילה ארצות הברית על העיר הירושימה, ביפן, בסוף מלחמת העולם השנייה, נקרא ילד קטן, נעשה עם 50 ק"ג אורניום 235. לפצצה זו היה פוטנציאל הרסני שווה ערך ל- 15 אלף טון TNT.
ענן מעל הירושימה לאחר הטלת פצצת אטום.
ילד קטן הפיק גלי חום של עד 4 אלף מעלות ו רוחות במהירות של 440 מטר לשנייה.
בזמן הפיצוץ הרג הפצצה 80,000 בני אדם והקרינה זיהמה עוד אלפים בעיר. בנוסף למקרי המוות שקורים עד היום, נזק גנטי הנגרם על ידי קרינה יורגש על ידי אינספור דורות של קורבנות.
