ماذا تعرف عن الفيزياء النوويّة ؟ .. (الجزء الثالث) - سليمان أبو طافش

                ماذا تعرف عن الفيزياء النوويّة ؟ 

                           (الجزء الثالث)

ماذا تعرف عن الفيزياء النوويّة ؟ .. (الجزء الثالث)

 تكلّمنا في المقال السابق عن تدابير الوقاية في |الطب النووي| وعن مفاعلات الإنشاطر النووي , سنتابع الحديث في هذا المقال عن تخصيب اليورانيوم

ما المقصود بتخصيب اليورانيوم؟

• يتكون |اليورانيوم| الموجود في الطبيعة من خليط من ثلاثة نظائر هي اليورانيوم 235 بنسبة 0.7% واليورانيوم 234 بنسبة مهملة و الباقي من اليورانيوم 238، ولكن اليورانيوم 235 هو المستخدم في مفاعلات الانشطار ولكن بما أن نسبته ضئيلة في اليورانيوم الطبيعي فهو غير صالح للإستخدام كوقود نووي ولذلك يجب رفع نسبته بحيث لا تقل عن 5% لكي يصبح صالحاً للاستخدام كوقود وعملية رفع النسبة هذه هي ما تسمى بالتخصيب، ويسمى اليورانيوم عندئذٍ باليورانيوم منخفض التخصيب.
• أما اليورانيوم المستخدم في القنابل الإنشطارية فتصل نسبت تخصيبه إلى 20% و يسمى اليورانيوم عالي التخصيب، ولذلك نجد وكالة |الطاقة| الذرية تتأكد من نسبة تخصيب اليورانيوم في أي دولة كي تضمن عدم إمكانية حصولها على الأسلحة النووية.
  

كيف تتم عملية تخصيب اليورانيوم؟

• يجب أولاً سحق اليورانيوم ومزجه مع غاز الفلور لتحويله إلى غاز سادس فلوريد اليورانيوم، ثم يوضع في أسطوانة تدور بسرعات عالية جداً ما يجعل جزيئات الغاز التي تحوي اليورانيوم 238 بعيدة أكثر عن مركز الدوران لأن كتلتها أكبر ما يسمح باستبعادها خارج الأسطوانة فتقل نسبة اليورانيوم 238 وترتفع نسبة اليورانيوم 235، ثم تتكرر تلك العملية حتى يتم الحصول على النسبة المطلوبة من اليورانيوم المخصب.
• تسمى الأجهزة المستخدمة في عملية تخصيب اليورانيوم بأجهزة الطرد المركزي، كما يسمى اليورانيوم المستبعد في عملية التخصيب باليورانيوم المنضّب.

تشغيل مفاعل الإنشطار النووي :

• بعد تخصيب اليورانيوم يتم تشكيله على شكل قضبان أو كرات توضع في قلب المفاعل النووي وعند تشغيله يتم ضخ بعض النظائر الخفيفة مثل |الليثيوم| 6 التي تصدر نيوترونات ذات طاقة عالية تحت تأثير أشعة الفا التي تصدرها نوى اليورانيوم، ثم تقوم نوى اليورانيوم بامتصاص تلك النيوترونات التي تؤدي إلى انشطار تلك النوى ما يولد المزيد من النيوترونات السريعة التي يتم إبطاؤها بواسطة الماء ما يجعلها نيوترونات بطيئة تبقى داخل نواة اليورانيوم زمناً كافياً لكي تنشطر وهكذا تتكرر العملية ضمن ما يسمى التفاعل المتسلسل، ولكن كي لا يخرج عدد التفاعلات عن السيطرة ما قد يسبب إنفجار المفاعل بلا بد من التحكم بعدد تلك التفاعلات ويتم ذلك بواسطة قضبان الكادميوم 113 التي تمتص النيوترونات الزائدة وتبقي التفاعلات تحت السيطرة.
• يستمّر المفاعل النووي بالعمل حتى تنخفض نسبة اليورانيوم 235 في الوقود المخصب إلى أقل من 1% فيتم عندها استبدال قضبان الوقود بأخرى جديدة، أما قضبان اليورانيوم المستبعدة من المفاعل فهي ما يسمى بالنفايات النووية التي تشكل مشكلةً خطيرةً يجب التخلّص منها بدفنها تحت الأرض على أعماقٍ كبيرة لأنها تبقى مشعة وأشعتها مؤذية لجميع أشكال الحياة لزمنٍ طويل.

إذا اعجبك المقال فشاركه مع أصدقائك.

 سليمان أبو طافش🔭