April 2024 22 / دوشنبه ۰۳ ارديبهشت ۱۴۰۳
کد خبر: ۳۸۹۵۸۸
۲۷ آذر ۱۴۰۱ - ۱۶:۰۰
0
توسعه صنعت هسته‌ای با اجرای قانون اجرای راهبردی، غنی سازی را به سطحی رساند که در حال حاضر ظرفیت غنی سازی کشور به بیش از دو برابر کل تاریخ این صنعت رسیده است.

ظرفیت غنی سازی کشور به سرعت در حال توسعه است

پیشرفت‌های صنعت هسته‌ای و تحولات فنی و سیاسی در خصوص مذاکرات با طرف‌های خارجی و همچنین تاثیرات اجرای قانون اقدام راهبردی در مرحله حساسی به سر می‌برد.

اولین استفاده از اورانیوم ۷۹ سال قبل از میلاد مسیح بود که برای ایجاد رنگ زرد در لعاب سرامیک‌ها کاربرد داشت. گانتر اولین کسی بود که شیشه‌های زرد حاوی اورانیوم را در خلیج ناپل ایتالیا پیدا کرد. اولین معدن استخراج اورانیوم تا اوایل قرن نوزدهم از معدن نقره در جمهوری چک بود.

اولین بار دانشمند آلمانی به نام مارتین هاینریش کلاپروت در سال ۱۷۸۹ در آزمایشگاه اکسید اورانیم را تولید و کشف کرد که سیاه رنگ بود. او فکر می‌کرد این ماده اورانیوم است، اما آن اکسید اورانیوم بود. تا این که در سال ۱۸۴۱ یوجین- میشل پلیگات در پاریس با حرارت دادن اورانیوم تتراکلرید با پتاسیم، فلز اورانیوم را به دست آورد. در سال ۱۸۹۶ هانری بکرل متوجه شد که این عنصر خاصیت پرتوزایی دارد.

خواص اورانیوم

این عنصر به طور طبیعی فلزی به رنگ سفید مایل به نقره‌ای است که نسبت به فولاد نرم بوده و خاصیت رادیواکتیوی ضعیفی دارد. این فلز دارای عدد اتمی ۹۱ و نماد شیمیایی U، خاصیت چکش خواری دارد و در برابر هوا اکسید می‌شود. رسانای الکتریسیته بوده و بسیار سنگین و پرچگال است. اورانیوم دارای سه گونه آلفا (پایداری آن تا دمای ۷̸۶۶۷ درجه است)، بتا (بین ۷̸۶۶۷ تا ۸̸۷۷۴ درجه پایدار است) و گاما (پایداری بین ۸̸۷۷۴ درجه تا نقطه ذوب دارد) است. گونه گاما رساناترین گونه است. این عنصر دارای دو ایزوتوپ مهم U ۲۳۵ و U ۲۳۸ است که U ۲۳۵ تنها ایزوتوپ موجود در طبیعت است توسط نوترون‌های حرارتی شکافته می‌شود. این ایزوتوپ برای سلاح‌ها و رآکتور‌های هسته‌ای استفاده می‌شود. اهمیت ایزوتوپ U ۲۳۸ به دلیل جذب نوترون‌ها و تولید ایزوتوپ رادیواکتیو پلوتونیوم می‌باشد. با کاهش هالید‌های اورانیوم با خاک فلزات قلیایی و همچنین به طور خالص با تجزیه گرمایی هالید این عنصر، تولید می‌شود. از طریق الکترولیز UF ۴ نیز این فلز به دست می‌آید.

چرخه سوخت هسته‌ای

این چرخه از مراحلی تشکیل شده که باعث تبدیل سنگ معدن اورانیوم به سوخت کاربردی در نیروگاه‌های هسته‌ای می‌شود. این مراحل عبارتند از:

اکتشاف و استخراج

فراوانی اورانیوم در طبیعت بیشتر از طلا، نقره و جیوه است و این فلز در تمام زمین (سنگ، آب و خاک) وجود دارد. وقتی معدن این فلز شناسایی شد، با یکی از روش‌های روزمینی، زیرزمینی و یا تصفیه در معدن استخراج می‌شود. این فلز به صورت ترکیبی نیز (اکسید، سیلیکات و …) در طبیعت یافت می‌شود. استرالیا بزرگ‌ترین معادن این فلز در حدود ۳۰٪ ذخایر دنیا را دارد. وقتی اورانیوم استخراج شد، برای جدا کردن آن از عناصر دیگر ابتدا آن را آسیاب می‌کنند. بعد با حل کردن در یک اسید خالص سازی شده و به شکل جامدی که به آن کیک زرد می‌گویند، در می‌آید. این ماده دارای خاصیت رادیواکتیوی است. اکسید اورانیوم جامد (U ۳ O ۸ یا همان کیک زرد)، از نظر اندازه ذرات کنسانتره و سیالیت بررسی شده و با مراحل انحلال، استخراج و رسوب گیری و احیاء، UO ۲ تولید می‌شود. سپس این ترکیب را با اسید فلوئوریک ترکیب کرده UF ۴ ایجاد شده که با فلوریناسیون به هگزا فلوئورید اورانیوم تبدیل می‌شود. این ماده وارد دستگاه سانتریفوژ شده و غنی سازی می‌شود.

غنی سازی

مهم‌ترین ایزوتوپ لازم برای شکافته شدن و تولید انرژی U ۲۳۵ است، در حالی که در اورانیوم استخراج شده مخلوط هر دو ایزوتوپ است. وقتی ایزوتوپ‌های این عنصر جدا می‌شود نسبت یکی به ایزوتوپ دیگر افزایش می‌یابد، این فرآیند را غنی سازی می‌گویند که با غنی سازی در صد ایزوتوپ U ۲۳۵ از ۷̸۰ در صد به ۲ یا ۳٪ می‌رسد.

غنی سازی با دستگاه سانتریفوژ

یک روش برای غنی سازی اورانیوم با دستگاه‌های سانتریفوژ گازی بر پایه نیروی گریز از مرکز است. این دستگاه وسیله‌ای برای جداسازی مواد از یکدیگر (مایع از مایع، مایع از جامد) است. در این دستگاه ایزوتوپ‌های سنگین‌تر (U ۲۳۸) دورتر از محور چرخش و ایزوتوپ‌های سبک‌تر (U ۲۳۵) حول محور سانتریفوژ قرار می‌گیرند. این دستگاه استوانه‌ای بوده و شامل سیلندر‌های موازی و پره‌هایی است که با چرخش، اورانیوم سبک و سنگین را از هم جدا می‌کند. با گذاشتن هزاران دستگاه سانتریفوژ می‌توان این عنصر را غنی سازی کرد.


غنی سازی با لیزر

در روشی دیگر ایزوتوپ U ۲۳۵ را ابتدا باردار کرده سپس تحت میدان مغاطیسی از هم جدا می‌کنند. چون در لیزر‌های رنگی می‌توان طول موج را تنظیم کرد، بر این اساس می‌توان ایزوتوپ‌های یک عنصر را جدا کرد. با دو روش لیزر اتمی و لیزر مولکولی این غنی سازی انجام می‌شود. در روش لیزر اتمی، اول بخار اورانیوم را با لیزر‌هایی با طول موج‌های مختلف یونیزه می‌کنند، بعد اتم‌ها جذب می‌شود. اما در روش مولکولی از فرآیند‌های فاز گازی استفاده می‌شود. روش لیزری استفاده زیادی ندارد و بیشتر از روش سانتریفوژ استفاده می‌شود.

کاربرد ها:

چون ایزوتوپ U ۲۳۵ تنها ایزوتوپ مورد استفاده برای ساخت رآکتور‌های هسته‌ای است، اما به میزان کمی در طبیعت یافت می‌شود، به همیمشعل فروزان دانش و فناوری هسته‌ای کشور، همه ساله شاهد ثمرات جدیدی در این صنعت به دست متخصصان داخلی است. قانون اقدام راهبردی قانونی برای توسعه صنعت هسته‌ای بود.

محمد اسلامی، معاون رئیس جمهور و رییس سازمان انرژی اتمی در این جلسه اظهار داشت: قانون اقدام راهبردی قانون خوبی برای توسعه صنعت هسته‌ای بود و بخوبی اجرا شده است.

وی افزود: اجرای این قانون غنی سازی را به سطحی رساند که در حال حاضر ظرفیت غنی سازی کشور به بیش از دو برابر کل تاریخ این صنعت رسیده است.

معاون رییس جمهور گفت: سند جامعی برای پیشرفت صنعت و ایجاد ظرفیت بومی در سطح صنایع کشور تدوین شده است که بر اساس آن برنامه‌های سازمان پیش می‌رود.

وی با بیان اینکه انرژی هسته‌ای و تولید برق اتمی صرفه جویی اقتصادی زیادی برای کشور داشته و در کاهش مصرف سوخت فسیلی و تجدید ناپذیر و مشکلات محیط زیستی موثر است، گفت: در صورت توجه به این موضوع می‌توان منابع خوبی برای توسعه دانش هسته‌ای و کمک به بخش‌های دیگر نظیر پزشکی و کشاورزی تأمین کرد. البته توجه به سهم بودجه عمرانی سازمان که سال‌ها مغفول مانده است در فصل بودجه نیز یکی از مطالبات ما از دولت و مجلس محترم است.

دستاورد‌های فنی توانایی هسته‌ای و تاثیر آن در مذاکرات که با اجرای قانون اقدام راهبردی شرایط خوبی را برای کشور ایجاد کرد و امروز غنی سازی ما بر اساس این قانون و بطور رسمی به ۶۰درصد رسیده است و در کنار تحقیق و توسعه مستمر و بدون وقفه، تکامل ماشین‌های سانتریفیوژ نسل جدید در بهترین شرایط قرار دارد.

وی با اشاره به اظهارات رسانه‌ای گاه و بیگاه غرب در خصوص دیگر گزینه‌ها گفت: این یک واقعیت روشن است که اینگونه حرف‌ها فقط کاربرد رسانه‌ای و تبلیغاتی دارد و بی تردید ظرفیت‌ها و توانایی‌های هسته‌ای ایران واقعیت‌ها را بر آن‌ها تحمیل می‌کند.

تبدیل یک مجموعه تحقیقاتی به یک مجموعه صنعتی و کار آمد

در ادامه جلسه دکتر محمد قنادی، معاون برنامه ریزی هسته‌ای و نظارت راهبردی سازمان با اشاره به برنامه راهبردی طولانی مدت سازمان انرژی اتمی گفت:در دوره اخیر و با مدیریت جدید تلاش بر این شد که دانش بومی هسته‌ای که حاصل تلاش متخصصان داخلی است در مسیر صنعتی سازی و استفاده برای مردم در آید و سازمان از یک مجموعه تحقیقاتی به یک مجموعه صنعتی و کار آمد برای کشور تبدیل شود.

ساخت رآکتور بومی از برنامه‌های اصلی سازمان است

وی تصریح کرد: ورود به حوزه تامین دارو برای بیماری‌های مختلف از جمله سرطان‌ها و بیماری‌های قلبی، دفع آفات کشاورزی، پرتو دهی مواد غذایی برای افزایش ماندگاری و حفظ خواص محصولات کشاورزی و کاهش فساد پذیری از جمله گام‌های نوین در عرصه عمومی برای استفاده مردم از دانش هسته‌ای است، همچنین توسعه نیروگاهی و تولید انرژی با به کارگیری صنعت هسته‌ای و طراحی و ساخت رآکتور بومی از برنامه‌های اصلی سازمان است تا مردم طعم شیرین دانش هسته‌ای را بچشند.

بر اساس این گزارش در این جلسه آقایان عمویی و شریعتی نمایندگان تهران، داوودی نماینده سراب، متفکر آزاد نماینده تبریز، پاکمهر نماینده بجنورد، اسحاقی نماینده قائنات، فیروزی نماینده نطنز و وحیدی نماینده بجنورد به بیان نظرات، دغدغه‌ها و نکات خود با مسئولان و متخصصان سازمان انرژی اتمی ایران پرداختند. 

غنی سازی اورانیوم یک فرآیند اصلاحی برای ایزوتوپ‌های اورانیوم از یکدیگر است که در چرخه مجموعه از فعالیت‌های صنعتی صورت می‌گیرد تا در نهایت انرژی هسته‌ای مورد نیاز برای مصارف مختلف را در اختیار انسان‌ها قرار دهد؛ چرخه‌ای که به دلیل سهولت در رسیدن به بعد نظامی و تسلیحاتی از سوی مجامع جهانی با حساسیت زیادی رصد می‌شود.


فرایند غنی سازی اورانیوم

اورانیوم طبیعی دارای سه نوع ایزوتوپ به نام‌های اورانیوم ۲۳۴ و اورانیوم ۲۳۵ و در نهایت اورانیوم ۲۳۸ است، که به ترتیب دارای ۰۰۵۸/۰ و ۷۱۱ /۰ و نیز ۲۸/ ۹۹ درصد وزنی می‌باشد. اورانیوم ۲۳۵ برخلاف اورانیوم ۲۳۸ شکافت پذیر بوده و می‌تواند در واکنش زنجیره‌ای هسته‌ای بکار گرفته شود.

واحد‌های هسته‌ای قدرت که با آب سبک کار می‌کنند معمولا با ۲ تا ۵ درصد اورانیوم ۲۳۵ مشغول به بهره برداری می‌باشند. در یک راکتور معمولا ۳ غنای مقاومت برای یکسان نمودن شار نوترون و نیز تولید حرارت و انرژی یکنواخت، بطور همزمان استفاده خواهد گردید. بطوریکه در هنگام سوخت گذاری در حین کارکرد راکتور، سوخت با غنای بیشتر در طرف بیرونی مجموعه‌های سوخت قلب راکتور قرار می‌گیرد و پس از حدود ۱۲ تا ۱۸ ماه، سوخت گیری بعدی انجام شده و با قرار دادن اورانیوم تازه مجموعة مصرف شده را از مرکز قلب راکتور خارج نموده و سوخت جدید از محیط بیرونی به وسط و سوخت با غنای متوسط جای سوخت با غنای کمتر را اشغال خواهد نمود.

به هرحال قبل از استفادة سوخت در راکتور، اورانیوم مربوطه باید با فرآیند غنی سازی اصلاح شود. فرآیند افزایش درصد ایزوتوپ ۲۳۵ در محصول را غنی سازی اورانیوم می‌نامند. تاریخ غنی سازی از جنگ جهانی دوم آغاز می‌شود و در آن زمان از اورانیوم غنی شده بیش از ۹۰ % برای ساخت سلاح اتمی استفاده می‌گردید. فرآیند‌های مختلفی جهت غنی سازی بکار می‌رودن جهت تحت عملی به اسم غنی سازی غلظت آن را افزایش می‌دهند تا قابل استفاده برای این کاربرد باشد. بیشترین کاربرد اورانیوم در ساخت اسلحه نفوذگر با چگالی زیاد است که به صورت آلیاژ با تیتانیوم یا مولیبدن استفاده می‌شود. از صفحات اورانیوم خنثی برای محکم کردن تانک استفاده می‌کنند. از این عنصر سنگین در قطب نما‌های ژیروسکوپی و سیستم هدایت اینرسی استفاده می‌شود. اورانیوم تخلیه شده در ماشین کاری و ریخته گری کاربرد دارد.


همان طور که گفته شد U ۲۳۵ به عنوان یک ماده شکافت پذیر برای ساخت بمب‌های اتمی استفاده می‌شود که غنی سازی این ایزوتوپ برای ساخت سلاح باید انجام شود. همچنین این ایزوتوپ به عنوان سوخت زیردریایی‌ها و دستگاه‌های تولید نیروی هسته‌ای کاربرد دارد. یکی از کاربرد‌های غیر نظامی آن لعاب ظروف سفالی و عکاسی و ساخت اشعه ایکس است.

ارسال نظرات
نام:
ایمیل:
* نظر:
گزارش مجامع بیشتر
تولید 300 هزارتن کاتد به رغم کاهش بیش از 16 هزار تنی مصرف قراضه مس در سال 1401

تولید 300 هزارتن کاتد به رغم کاهش بیش از 16 هزار تنی مصرف قراضه مس در سال 1401

مدیرعامل مس در مجمع عمومی عادی این شرکت که با حضور اکثریت سهامداران در تالار وزارت کشور برگزار شد از کسب رتبه پنجم ذخایر جهانی مس تنها با اکتشاف 7 درصدمساحت کشور خبر دادو گفت: با توسعه اکتشافات رسیدن به رتبه دوم و سوم جهانی نیز برای ایران متصور است.
پربازدید
پرطرفدارترین
برای دریافت خبرنامه پول نیوز ایمیل خود را وارد نمایید: