Language
Country/Area
No result found
لغز اليورانيوم: لماذا يمكن استخدام 0.7% فقط من اليورانيوم الطبيعي لتوليد الكهرباء؟
مع ارتفاع الطلب العالمي على الطاقة النظيفة، اجتذب اليورانيوم مرة أخرى الاهتمام باعتباره وقودًا مهمًا لتوليد الطاقة النووية. ومع ذلك، عندما نذكر اليورانيوم، قد لا يفهم الكثير من الناس سبب احتواء اليورانيوم المستخرج من الطبيعة على مثل هذه النسبة العالية ولكن يمكن استخدام نسبة ضئيلة تبلغ 0.7٪ فقط لتوليد الكهرباء. إن فهم التركيب النظائري لليورانيوم وعملية تخصيبه يتيح لنا فهم آلية تشغيل الطاقة النووية بشكل أفضل.
تركيب نظائر اليورانيوم
يتكون اليورانيوم الطبيعي بشكل أساسي من ثلاثة نظائر: اليورانيوم-238 (238U، ويمثل 99.27%)، واليورانيوم-235 (235U، ويمثل 0.7%) فقط واليورانيوم - 234. لا يمكن بدء التفاعلات الانشطارية الفعالة إلا بواسطة 235U. ومن المثير للدهشة لماذا يمثل 235U في اليورانيوم الطبيعي مثل هذه النسبة الصغيرة، لكننا لا نزال نستخدمه في الطاقة النووية المفتاح لتوليد الكهرباء.
عملية تخصيب اليورانيوم
لاستخدام اليورانيوم لتوليد الكهرباء، يجب أولاً تخصيبه. بعد استخراج اليورانيوم، يخضع لعملية طحن لاستخراج اليورانيوم من خام اليورانيوم. يحتوي المنتج الناتج عن هذه العملية، والمعروف باسم "الكعكة الصفراء"، على حوالي 80% من اليورانيوم، لكن هذا لا يزال أقل بكثير من التركيز اللازم للانشطار الفعال.
تتضمن عملية تخصيب اليورانيوم تحويل اليورانيوم من حالته الأصلية منخفضة التركيز إلى حالة تركيز عالية أكثر ملاءمة للاستخدام في المفاعلات النووية.
وفي خطوة أخرى، حسب الحاجة، يتم تحويل اليورانيوم إلى ثاني أكسيد اليورانيوم أو سداسي فلوريد اليورانيوم، والذي يمكن تخصيبه بشكل أكبر. يوجد حاليًا طريقتان تجاريتان رئيسيتان للتركيز: نشر الغاز والطرد المركزي للغاز، وكلاهما يستهلك الكثير من الطاقة.
تحديات إعادة معالجة اليورانيوم
مع تزايد استخدام الطاقة النووية، هناك تكنولوجيا أخرى، وهي اليورانيوم المعاد معالجته (RepU)، تكتسب الاهتمام أيضًا. تستخرج هذه العملية اليورانيوم الصالح للاستخدام من الوقود النووي المستهلك، على الرغم من أنه يحتوي على نظائر غير مواتية مثل اليورانيوم 236 ويتطلب إدارة ومراقبة إضافية.
درجات مختلفة من اليورانيوم
يمكن تقسيم اليورانيوم إلى أنواع عديدة، حسب درجة تخصيبه، مثل اليورانيوم منخفض التخصيب (LEU)، واليورانيوم عالي التخصيب (HEU)، وغيرها. وتتطلب الصناعات المختلفة اليورانيوم بتركيزات مختلفة، وتستخدم جميع المفاعلات النووية التجارية والعسكرية تقريبًا اليورانيوم المخصب.
في الواقع، يحتوي اليورانيوم المنخفض التخصيب عادة على ما بين 3% و5%، بينما يحتوي اليورانيوم عالي التخصيب على أكثر من 20%
235U، وهو الجزء الأساسي للأغراض العسكرية.
طريقة تخصيب اليورانيوم
تعد عملية تخصيب اليورانيوم صعبة للغاية لأن النظائر لها خصائص كيميائية متطابقة تقريبًا ولا يمكن فصلها بالطرق التقليدية. يعد نشر الغاز والطرد المركزي للغاز من تقنيات التركيز السائدة حاليًا، ولكل منهما مزاياه وعيوبه.
من بينها، حلت طريقة الطرد المركزي للغاز محل طريقة نشر الغاز تدريجيًا باعتبارها الخيار السائد نظرًا لكفاءتها العالية واستهلاكها المنخفض للطاقة، بينما تعتبر طريقة نشر الغاز تقنية قديمة. مع ارتفاع تكاليف الطاقة، هناك حاجة متزايدة لتطوير تقنيات جديدة مثل طرق الفصل بالليزر.
مستقبل اليورانيوم
في مواجهة المستقبل، قد يستمر تحديث وتغيير استخدام اليورانيوم. ومع تعمق الأبحاث في مجال الطاقة الجديدة والطاقة النووية، ستستمر تكنولوجيا تخصيب اليورانيوم وإعادة معالجته في الابتكار. ولا يقتصر ذلك على إمدادات الطاقة النووية وأمنها فحسب، بل يؤثر أيضًا على نمط الطاقة العالمي والتنمية المستدامة للبيئة.
يجب التعامل مع كل خطوة من خطوات تخصيب اليورانيوم واستخدامه بعناية للتأكد من أنها لا تشكل تهديدًا محتملاً للبشر والبيئة.
مع ضمان أمن الطاقة والتنمية التكنولوجية المستدامة، يجب علينا أيضًا أن نفكر باستمرار في: في عملية الترويج العالمي لتحويل الطاقة منخفضة الكربون، هل سيظل اليورانيوم خيارًا مثاليًا لتوليد الطاقة النووية؟
