- إنضم
- 23 مارس 2008
- المشاركات
- 4,508
- التفاعل
- الدولة
*التعدين*
يستخرج اليورانيوم الخام من باطن الارض ويعد الماده الاساسيه للبرامج النوويه بشقيها المدني والعسكري.وتوجد هذه المادة بشكل مركز في مناطق قليلة من العالم مثل استراليا وكزاخستان وكندا وجنوب افريقيا والبرازيل وناميبيا.
*التحويل*
بعد استخراج اليورانيوم من باطن الارض واستخلاصه يتم طحنه وتشكيله في هيئة صلبه تعرف باسم "الكعكة الصفراء".وتصفى هذه الكعكة بعد ذلك لانتاج اوكسيد اليورانيوم,ثم يحول اوكسيد اليورانيوم الى سداسي فلوريد اليورانيوم,وهو غاز يستخدم في اجهزة الطرد المركزي لانتاج اليورانيوم المخصب عبر تسخينه في حرارة 64 درجة مئوية.
*التخصيب*
يحتوي اليورانيوم على نظيرين هما يورانيوم 235 ويورانيوم 238.وتهدف عملية التخصيب الى زيادة نسبة النظير 235 الى ما بين 4 و5% لاستخدامه لاغراض مدنية والى اكثر من 90%للاستخدام العسكري.
ومن اساليب التخصيب الشائعه وضع غاز فلوريد اليورانيوم الذي سبق ان تم انتاجه في عملية التحويل - في اجهزة للطرد المركزي بسرعة دوران قصوى كي تنتقل ذرات اليورانيوم الاكثر ثقلا يورانيوم 238 الى المحيط بينما تبقى الاخف وزنا يورانيوم 235 في المركز.
وبعد ذلك يضخ يورانيوم 235 في جهاز طرد مركزي اخر,وتتكرر تلك العملية عدة مرات عبر سلسلة من اجهزة الطرد المركزية.
ويعرف يورانيوم 238 المتبقي بعد ازالة كافة ذرات يورانيوم 235 منه باليورانيوم المنضب,وهو معدن ثقيل ومشع بشكل بسيط ويستخدم كمكمون في القذائف الخارقة للدروع وغيرها من الذخائر.
وهنا تتفرع الدوره الى:
1-مفاعلات الوقود النووية
2-الانشطار النووي
1-مفاعلات الوقود النووية
تعتمد المفاعلات النووية على اساس ان الانشطار النووي يولد حرارة كبيرة جدا,يمكن الاستفادة منها واستخدامها في تسخين المياه لتكوين البخار وتشغيل التوربينات.وتوجد اكثر من 400 محطة نووية لتوليد الطاقة في العالم,تنتج نحو 17% من كهرباء العالم.كما تستخدم المفاعلات النووية لتوليد الطاقة للغواصات والقطع البحرية.
والمفاعل عبارة عن منشأة ضخمة تتم فيها السيطرة على عملية الانشطار النووي من خلال الاحتفاظ بالاجواء المناسبة لاستمرار عملية الانشطار النووي ومنع وقوع انفجارات اثناء الانشطار المتسلسلة.
-مفاعلات الماء الخفيف
وهي الاكثر شيوعا في الاستخدام.وتستخدم فيها مياه عادية لاغراض التبريد وتحتاج الى يورانيوم متدني التخصيب كوقود.
ولاغراض منع انتشار السلاح النووي تستخدم مفاعلات الماء الخفيف لسببين:الاول ان استخراج المنتج الثانوي من البلوتونيوم يتطلب وقف تشغيل المفاعل,والثاني ان البلوتونيوم الناتج كمنتج ثانوي يحوي الكثير من الشوائب اي تركيزات متدنية من بلوتونيوم239.
-مفاعلات الماء الثقيل
يستخدم هذا النوع من مفاعلات مياها للتبريد تحتوي تركيزات عالية من الهيدروجين الثقيل(المعروفة ايضا باسم ديوتيريروم)وهي ذرات هيدروجين تحوي نيترونات في جزيئاتها اضافة للبروتونات,مما يسمح باستخدام اليورانيوم الطبيعي المخصب كوقود.
والمفاعلات التي تعمل بالمياه الثقيلة يمكنها انتاج كميات كبيرة من البلوتونيوم,وهو مصدر بديل للوقود عن اليورانيوم العالي التخصيب,يمكن ان يتسبب في انفجار نووي.
-قنبلة البلوتونيوم
يوفر البلوتونيوم عدة مزايا لا تتوفر في اليورانيوم كمكون لسلاح نووي.اذ يكفي نحو اربعة كيلوغرامات من البلوتونيوم لصناعة قنبلة تنفجر بقوة 20 كيلو.ولانتاج 12 كلغ من البلوتونيوم في العام لا يلزم سوى منشاة معالجة صغيرة نسبيا,
ويتكون الراس الحربي من نطاق من البلوتونيوم محاط بغلاف مثل البريليوم تعكس النيوترونات مرة اخى لمواصلة العملية الانشطارية.
ويعني هذا انه تلزم كمية اقل من البلوتونيوم للوصول الى قاعده نشطه,وانتاج تفاعل انشطاري يستمر من تلقاء نفسه.والحصول على البلوتونيوم من المفاعلات النووية المدنية اسهل من الحصول على اليورانيوم المخصب لانتاج قنبلة نووية.
ويعتقد الخبراء انه يمكن تصميم قنبلة بلوتونيوم بدائية وتجميعها بمهارة لا تتجاوز ما توفر لجماعة "أوم شينري كيو" الدينية المتطرفة التي هاجمت مترو انفاق اليابان بغاز الاعصاب عام 1995.وبامكان قنبلة نووية من هذا النوع ان تنفجر بقوة تعادل 100طن من مادة تي ان تي.
2-الانشطار النووي
حينما تنشطر ذرات معينة من اليورانيوم في تسلسل تفاعلي,ينجم عن انطلاق للطاقة,وهي العملية التي تعرف باسم الانشطار النووي.
ويحدث الانشطار النووي ببطء في المنشأت النووية,بينما يحدث بسرعة هائلة في حالة تفجير سلاح نووي.وفي الحالتين يتعين التحكم في الانشطار تحكما بالغا.
ويتكون الانشطار النووي في افضل حالاته حينما يتم استخدام النظائر من يورانيوم235 او(البلوتونيوم239).ويعرف يورانيوم235 ب"النظير الانشطاري"لميله للانشطار محدثا تسلسلا تفاعليا,مطلقا الطاقة في صورة حراريه.
وحينما تنشطر ذرة من يورانيوم235 فانها تطلق نيوترونين او ثلاثة نيوترونات.وحينما توجد الى جانبها ذرات اخرى من يورانيوم235 بما يسمح بان تستمر هذه العملية كتسلسل تفاعلي يتواصل متلقاء نفسه.ويعرف هذا المتطلب ب"الكتلة الحرجة"
-قنبلة اليورانيوم
يهدف مصممو القنبلة النووية الى تخليق قاعدة نشطة من اليورانيوم المخصب تغذي تفاعلا تسلسليا وتطلق كميات هائلة من الحرارة بشكل عنيف.ومن بين ابسط تصميمات تلك القنبلة,التصميم الذي يطلق عليه تصميم"المدفع"
وفي هذا التصميم يتم قذف قاعدة نشطة بكمية اصغر منها من المادة النشطة,مما يؤدي الى اثارة التفاعل التسلسلي لليورانيوم ويحدث انفجارا نوويا,وتقع تلك العملية في اقل من ثانية.ويحدث اقوى سلاح انشطاري بدائي"القنبلة الذرية"انفجار بقوة50 كيلو.
ويمكن زيادة تلك القوة الانفجارية باستخدام تكنيك يطلق عليه اسم التعزيز يعمل على تحجيم خصائص الاندماج النووي.ويقصد بالاندماج اندماج انوية الذرات من نظائر هيدروجين لانتاج انوية هليوم.وتحدث تلك العملية حينما يتم تعريض انوية الهيدروجين لحرارة وضغط شديدين,وكلاهما من نواتج القنبلة النووية.
وينتج الاندماج النووي نيوترونات اكثر بما يحفز التفاعل الانشطاري اكثر,وبالتالي ينجم عنه انفجار اشد,ويطلق على تلك الاسلحة المعززة اسم النابل الهيدروجينية,او الاسلحة الحرارية النووية.
يستخرج اليورانيوم الخام من باطن الارض ويعد الماده الاساسيه للبرامج النوويه بشقيها المدني والعسكري.وتوجد هذه المادة بشكل مركز في مناطق قليلة من العالم مثل استراليا وكزاخستان وكندا وجنوب افريقيا والبرازيل وناميبيا.
*التحويل*
بعد استخراج اليورانيوم من باطن الارض واستخلاصه يتم طحنه وتشكيله في هيئة صلبه تعرف باسم "الكعكة الصفراء".وتصفى هذه الكعكة بعد ذلك لانتاج اوكسيد اليورانيوم,ثم يحول اوكسيد اليورانيوم الى سداسي فلوريد اليورانيوم,وهو غاز يستخدم في اجهزة الطرد المركزي لانتاج اليورانيوم المخصب عبر تسخينه في حرارة 64 درجة مئوية.
*التخصيب*
يحتوي اليورانيوم على نظيرين هما يورانيوم 235 ويورانيوم 238.وتهدف عملية التخصيب الى زيادة نسبة النظير 235 الى ما بين 4 و5% لاستخدامه لاغراض مدنية والى اكثر من 90%للاستخدام العسكري.
ومن اساليب التخصيب الشائعه وضع غاز فلوريد اليورانيوم الذي سبق ان تم انتاجه في عملية التحويل - في اجهزة للطرد المركزي بسرعة دوران قصوى كي تنتقل ذرات اليورانيوم الاكثر ثقلا يورانيوم 238 الى المحيط بينما تبقى الاخف وزنا يورانيوم 235 في المركز.
وبعد ذلك يضخ يورانيوم 235 في جهاز طرد مركزي اخر,وتتكرر تلك العملية عدة مرات عبر سلسلة من اجهزة الطرد المركزية.
ويعرف يورانيوم 238 المتبقي بعد ازالة كافة ذرات يورانيوم 235 منه باليورانيوم المنضب,وهو معدن ثقيل ومشع بشكل بسيط ويستخدم كمكمون في القذائف الخارقة للدروع وغيرها من الذخائر.
وهنا تتفرع الدوره الى:
1-مفاعلات الوقود النووية
2-الانشطار النووي
1-مفاعلات الوقود النووية
تعتمد المفاعلات النووية على اساس ان الانشطار النووي يولد حرارة كبيرة جدا,يمكن الاستفادة منها واستخدامها في تسخين المياه لتكوين البخار وتشغيل التوربينات.وتوجد اكثر من 400 محطة نووية لتوليد الطاقة في العالم,تنتج نحو 17% من كهرباء العالم.كما تستخدم المفاعلات النووية لتوليد الطاقة للغواصات والقطع البحرية.
والمفاعل عبارة عن منشأة ضخمة تتم فيها السيطرة على عملية الانشطار النووي من خلال الاحتفاظ بالاجواء المناسبة لاستمرار عملية الانشطار النووي ومنع وقوع انفجارات اثناء الانشطار المتسلسلة.
-مفاعلات الماء الخفيف
وهي الاكثر شيوعا في الاستخدام.وتستخدم فيها مياه عادية لاغراض التبريد وتحتاج الى يورانيوم متدني التخصيب كوقود.
ولاغراض منع انتشار السلاح النووي تستخدم مفاعلات الماء الخفيف لسببين:الاول ان استخراج المنتج الثانوي من البلوتونيوم يتطلب وقف تشغيل المفاعل,والثاني ان البلوتونيوم الناتج كمنتج ثانوي يحوي الكثير من الشوائب اي تركيزات متدنية من بلوتونيوم239.
-مفاعلات الماء الثقيل
يستخدم هذا النوع من مفاعلات مياها للتبريد تحتوي تركيزات عالية من الهيدروجين الثقيل(المعروفة ايضا باسم ديوتيريروم)وهي ذرات هيدروجين تحوي نيترونات في جزيئاتها اضافة للبروتونات,مما يسمح باستخدام اليورانيوم الطبيعي المخصب كوقود.
والمفاعلات التي تعمل بالمياه الثقيلة يمكنها انتاج كميات كبيرة من البلوتونيوم,وهو مصدر بديل للوقود عن اليورانيوم العالي التخصيب,يمكن ان يتسبب في انفجار نووي.
-قنبلة البلوتونيوم
يوفر البلوتونيوم عدة مزايا لا تتوفر في اليورانيوم كمكون لسلاح نووي.اذ يكفي نحو اربعة كيلوغرامات من البلوتونيوم لصناعة قنبلة تنفجر بقوة 20 كيلو.ولانتاج 12 كلغ من البلوتونيوم في العام لا يلزم سوى منشاة معالجة صغيرة نسبيا,
ويتكون الراس الحربي من نطاق من البلوتونيوم محاط بغلاف مثل البريليوم تعكس النيوترونات مرة اخى لمواصلة العملية الانشطارية.
ويعني هذا انه تلزم كمية اقل من البلوتونيوم للوصول الى قاعده نشطه,وانتاج تفاعل انشطاري يستمر من تلقاء نفسه.والحصول على البلوتونيوم من المفاعلات النووية المدنية اسهل من الحصول على اليورانيوم المخصب لانتاج قنبلة نووية.
ويعتقد الخبراء انه يمكن تصميم قنبلة بلوتونيوم بدائية وتجميعها بمهارة لا تتجاوز ما توفر لجماعة "أوم شينري كيو" الدينية المتطرفة التي هاجمت مترو انفاق اليابان بغاز الاعصاب عام 1995.وبامكان قنبلة نووية من هذا النوع ان تنفجر بقوة تعادل 100طن من مادة تي ان تي.
2-الانشطار النووي
حينما تنشطر ذرات معينة من اليورانيوم في تسلسل تفاعلي,ينجم عن انطلاق للطاقة,وهي العملية التي تعرف باسم الانشطار النووي.
ويحدث الانشطار النووي ببطء في المنشأت النووية,بينما يحدث بسرعة هائلة في حالة تفجير سلاح نووي.وفي الحالتين يتعين التحكم في الانشطار تحكما بالغا.
ويتكون الانشطار النووي في افضل حالاته حينما يتم استخدام النظائر من يورانيوم235 او(البلوتونيوم239).ويعرف يورانيوم235 ب"النظير الانشطاري"لميله للانشطار محدثا تسلسلا تفاعليا,مطلقا الطاقة في صورة حراريه.
وحينما تنشطر ذرة من يورانيوم235 فانها تطلق نيوترونين او ثلاثة نيوترونات.وحينما توجد الى جانبها ذرات اخرى من يورانيوم235 بما يسمح بان تستمر هذه العملية كتسلسل تفاعلي يتواصل متلقاء نفسه.ويعرف هذا المتطلب ب"الكتلة الحرجة"
-قنبلة اليورانيوم
يهدف مصممو القنبلة النووية الى تخليق قاعدة نشطة من اليورانيوم المخصب تغذي تفاعلا تسلسليا وتطلق كميات هائلة من الحرارة بشكل عنيف.ومن بين ابسط تصميمات تلك القنبلة,التصميم الذي يطلق عليه تصميم"المدفع"
وفي هذا التصميم يتم قذف قاعدة نشطة بكمية اصغر منها من المادة النشطة,مما يؤدي الى اثارة التفاعل التسلسلي لليورانيوم ويحدث انفجارا نوويا,وتقع تلك العملية في اقل من ثانية.ويحدث اقوى سلاح انشطاري بدائي"القنبلة الذرية"انفجار بقوة50 كيلو.
ويمكن زيادة تلك القوة الانفجارية باستخدام تكنيك يطلق عليه اسم التعزيز يعمل على تحجيم خصائص الاندماج النووي.ويقصد بالاندماج اندماج انوية الذرات من نظائر هيدروجين لانتاج انوية هليوم.وتحدث تلك العملية حينما يتم تعريض انوية الهيدروجين لحرارة وضغط شديدين,وكلاهما من نواتج القنبلة النووية.
وينتج الاندماج النووي نيوترونات اكثر بما يحفز التفاعل الانشطاري اكثر,وبالتالي ينجم عنه انفجار اشد,ويطلق على تلك الاسلحة المعززة اسم النابل الهيدروجينية,او الاسلحة الحرارية النووية.
