https://bodybydarwin.com
Slider Image

كل ما تحتاج لمعرفته حول اليورانيوم

2021

منذ أن حدد الكيميائي الألماني مارتن هاينريش كلابروث اليورانيوم في عام 1789 ، أصبح الرقم الذري 92 واحدًا من أكثر المواد إثارة للقلق على هذا الكوكب. إنها مشعة بشكل طبيعي ، ولكن يورانيوم نظيرها -235 يكون أيضًا قابل للانشطار ، كما تعلم الكيميائيون النوويون النازيون في عام 1938 ، عندما فعلوا المستحيل وقاموا بتقسيم نواة اليورانيوم إلى قسمين. اكتشف علماء الفيزياء الأمريكيون في جامعة كاليفورنيا في بيركلي أنهم قد يجبرون اليورانيوم 238 على التحلل إلى البلوتونيوم 239. منذ ذلك الحين تم استخدام المادة في الأسلحة ومحطات الطاقة في جميع أنحاء العالم. واليوم ، يستمر العنصر في تأجيج التوترات الدولية حيث تقوم إيران بتخزين اليورانيوم في تحد لمعاهدة سابقة ، ويواصل كيم جونج أون زعيم كوريا الشمالية في مقاومة الأسلحة النووية.

ولكن ما هو اليورانيوم ، بالضبط؟ وماذا تحتاج لمعرفته حول ما وراء العناوين الساخنة؟ نحن هنا نجيب على أسئلتك النووية الأكثر إلحاحًا:

اليورانيوم معدن شائع. "يمكن العثور عليه بكميات دقيقة في معظم الصخور والتربة ، وعالم الجيولوجيا المائية دانا أولمر شول تكتب في شرح من مكتب الجيولوجيا والموارد المعدنية في نيو مكسيكو. لكن العثور على رواسب أكثر ثراءً - تلك التي تحتوي على يورانيوم مركّز تستحق التنقيب بالفعل - هو أكثر صعوبة.

عندما يجد المهندسون التماساً واعداً ، فإنهم يقومون بتنقيب خام اليورانيوم. يقول جيري بيترسون ، الفيزيائي بجامعة كولورادو في بولدر ، "لم يعد الأشخاص المصابون بالتهابات المعكوسة ، هذه الأيام تأتي من الرشح ، وهو ما يصفه بيترسون بأنه يتدفق" بيبسي كولا بشكل أساسي - حمضي قليلاً "إلى الأرض ويضخ السائل. من الثقوب المجاورة: عندما ينتشر السائل من خلال الرواسب ، فإنه يفصل اليورانيوم عن الحصاد.

يحتوي اليورانيوم على العديد من النكهات المهمة ، وهي نكهات مختلفة لنفس المادة والتي تختلف فقط في عدد النيوترونات (وتسمى أيضًا الكتلة الذرية). والأكثر شيوعًا هو اليورانيوم 238 ، الذي يمثل 99 في المائة من وجود العنصر على الأرض. النظير الأقل شيوعًا هو اليورانيوم 234 ، والذي يتشكل كحلول يورانيوم 238. أيا من هذه المنتجات قابلة للانشطار ، وهذا يعني أن ذراتها لا تنقسم بسهولة ، لذلك لا يمكنها تحمل سلسلة من ردود الفعل النووية.

هذا ما يجعل النظير المستخدم لليورانيوم - 235 من المواد الانشطارية ، لذا فإنه مع قليل من التبخير ، يمكنه دعم تفاعل السلسلة النووية ، مما يجعله مثاليًا لمحطات الطاقة النووية وتصنيع الأسلحة. ولكن أكثر عن ذلك لاحقا.

هناك أيضا اليورانيوم 233. إنه منتج انشطاري آخر ، لكن أصوله مختلفة تمامًا. إنه منتج من الثوريوم ، وهو مادة كيميائية معدنية وفيرة أكثر بكثير من اليورانيوم. إذا كشف الفيزيائيون النوويون عن الثوريوم 232 للنيوترونات ، فإن الثوريوم عرضة لامتصاص النيوترون ، مما يتسبب في تحلل المواد إلى اليورانيوم 233.

كما يمكنك تحويل الثوريوم إلى يورانيوم ، يمكنك تحويل اليورانيوم إلى بلوتونيوم. حتى أن العملية متشابهة: فضح اليورانيوم -238 الوفير للنيوترونات ، وسوف يمتص واحدًا ، مما يؤدي في النهاية إلى تحلل البلوتونيوم - 239 ، وهو مادة انشطارية أخرى تُستخدم لإنتاج طاقة وأسلحة نووية. في حين أن اليورانيوم وفير بطبيعته ، لا يُرى البلوتونيوم إلا في المختبر فقط ، على الرغم من أنه يمكن أن يحدث بشكل طبيعي بجانب اليورانيوم.

لا يقوم الأشخاص بوضع أدلة خطوة بخطوة لتكرير المواد النووية. ولكن حصلت بيترسون قريبة جدا. بعد استخراج اليورانيوم من الأرض ، يقول إن المهندسين الكيميائيين يفصلون السائل الغني باليورانيوم عن المعادن الأخرى في العينة. عندما يجف أكسيد اليورانيوم الناتج ، يكون لون طحين السميد ، ومن ثم يطلق عليه اسم "الكعكة الصفراء" لهذا المنتج الوسيط.

من هناك ، يمكن للمصنع شراء رطل من الكعكة الصفراء مقابل 20 دولارًا أو 30 دولارًا. يخلطون المسحوق مع حمض الهيدروفلوريك. يتم نسج الغاز الناتج في جهاز طرد مركزي لفصله عن اليورانيوم 238 واليورانيوم 235. وتسمى هذه العملية "التخصيب". بدلاً من التركيز الطبيعي البالغ 0.7 في المائة ، تريد محطات الطاقة النووية منتجًا مخصبًا بما يتراوح بين 3 و 5 في المائة من اليورانيوم 235. تحتاج إلى سلاح أكثر من ذلك بكثير: في هذه الأيام ، ما يزيد عن 90 بالمائة هو الهدف.

بمجرد تخصيب اليورانيوم ، يقوم مشغلو محطة الطاقة بإقرانه بمشرف ، مثل الماء ، يؤدي إلى إبطاء النيوترونات في اليورانيوم. هذا يزيد من احتمال رد فعل سلسلة ثابت. عندما يبدأ رد فعلك أخيرًا ، سيتحول كل نيوترون فردي إلى 2.4 نيوترون ، وهكذا ، سيخلق طاقة طوال الوقت.

جرب هذا: في قضية PopSci "الخطر" في وقت سابق من هذا العام ، تحدث ديفيد ماير ، عالم أبحاث في مختبر المحيط الهادئ الشمالي الغربي ، عن عمله لإنشاء قاعدة بيانات لمصادر البلوتونيوم. تبين أن كل منتج بلوتونيوم له قصة أصل مرئية ، لأنه "لا توجد طريقة واحدة لمعالجته. يقول ماير. الولايات المتحدة لديها موقعان لإنتاج البلوتونيوم. في حين أن المنتج الوسيط من هانفورد ، واشنطن (موقع مشروع مانهاتن الذي نمت منه PNNL كان اللون البني والأصفر ، موقع نهر سافانا في أيكون ، ساوث كارولينا ، أنتج "مادة زرقاء لطيفة يقول ماير. يأمل المسؤولون عن إنفاذ القانون أن تساعد هذه الاختلافات الدقيقة - والتي قد تتوافق أيضًا مع التغييرات في التوقيع الكيميائي أو حجم الجسيمات أو شكل المادة - يومًا ما في تعقب التطور النووي غير المشروع.

أو ابهر ضيوفك بتاريخ قصير من أدوات المائدة المشعة. بدأ تصنيع زجاج اليورانيوم ، الذي يطلق عليه أيضًا زجاج الكناري أو زجاج الفازلين ، في ثلاثينيات القرن التاسع عشر. قبل أن يخلق ويليام هنري بيركين أول لون اصطناعي في عام 1856 ، كانت الأصباغ باهظة الثمن ، وحتى ذلك الحين لم يدموا. أصبح اليورانيوم وسيلة شائعة لمنح الأطباق والمزهريات والنظارات مسحة خضراء داكنة أو خضراء. لكن ضع هذه الأشياء المنزلية تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، وكلها تتوهج في شريان النيون المروع. لحسن الحظ بالنسبة إلى جامعي متعطشا الذين يتاجرون بنشاط في زجاج اليورانيوم ، فإن معظم هذه الأشياء ليست مشعة لدرجة أنها تشكل خطرا على صحة الإنسان.

آخر واحد: في عام 2002 ، نشرت المجلة الطبية The Lancet مقالًا عن الاحتمال المتعلق باليورانيوم المنضب - بقايا النفايات بعد استخراج اليورانيوم - 235 - في نهاية المطاف في ساحة المعركة. القلق هو أن كثافته العالية ستجعلها قذيفة مدهشة ، قادرة على اختراق حتى دبابة المعركة الأكثر إنفاذًا. الأسوأ من ذلك ، يمكن أن تلوث المشهد المحيط بها وأي شخص آخر.

إن ذوبان الأنهار الجليدية في غرينلاند يكشف عن منجم ذهب اقتصادي خفي

إن ذوبان الأنهار الجليدية في غرينلاند يكشف عن منجم ذهب اقتصادي خفي

ستندهش من عدد المرات التي يقع فيها خردة الفضاء من السماء

ستندهش من عدد المرات التي يقع فيها خردة الفضاء من السماء

30 في المئة من ملحقات الكمبيوتر لوجيتك وغيرها من الصفقات الجيدة التي تحدث اليوم

30 في المئة من ملحقات الكمبيوتر لوجيتك وغيرها من الصفقات الجيدة التي تحدث اليوم