اعداد : عمار حريري
يتم تخصيب اليورانيوم عبر سلسلة معقدة من العمليات التقنية تهدف إلى زيادة تركيز نظير اليورانيوم-235 القابل للانشطار، الذي يشكل فقط 0.7%من اليورانيوم الطبيعي، بينما النسبة المتبقية (99.3%) هي النظير الأثقل اليورانيوم-238.
إليك شرح مفصل للعملية:
الخطوات الأساسية لتخصيب اليورانيوم تحويل اليورانيوم إلى غاز:
يُستخرج اليورانيوم الخام (الكعكة الصفراء “Yellow Cake”) من المناجم، ثم يُحوَّل إلى غاز سداسي فلوريد اليورانيوم (UF₆) عبر تفاعلات كيميائية.هذا الغاز ضروري لأنه الشكل المناسب لفصل النظائر في المراحل التالية .
فصل النظائر:
تُستخدم تقنيات متعددة لفصل اليورانيوم-235 الأخف عن اليورانيوم-238 الأثقل.
أشهر طريقتين هما:
أجهزة الطرد المركزي:
يُضخ غاز UF₆ في أسطوانات دوارة بسرعات فائقة (50,000–70,000 دورة/دقيقة).نتيجة القوة الطاردة المركزية، تتراكم جزيئات اليورانيوم-238 الأثقل قرب جدار الأسطوانة، بينما يتجمع اليورانيوم-235 الأخف قرب المركز.يُجمع الغاز المخصب من المركز ويعاد تدويره عبر آلاف الأجهزة لزيادة التركيز تدريجياً الانتشار الغازي:
يُمرر غاز UF₆ عبر أغشية مسامية.نظراً لخفة وزنها، تمر جزيئات اليورانيوم-235 عبر المسام أسرع اليورانيوم-238. تتكرر هذه العملية آلاف المراحل لتحقيق التركيز المطلوب، لكنها أقل كفاءة وتستهلك طاقة أكبر مقارنة بالطرد المركزي .
التجميع النهائي:
بعد الوصول إلى نسبة التخصيب المستهدفة، يُحوَّل غاز UF₆ المخصب إلى مسحوق أكسيد اليورانيوم (UO₂) لتصنيع وقود القضبان النووية .
نسب التخصيب وتطبيقاتها:
تحدد نسبة اليورانيوم-235 الغرض من الاستخدم وقود للمفاعلات النووية السلمية (توليد الكهرباء) . 20%مفاعلات أبحاث أو إنتاج النظائر الطبية 90% تصنيع الأسلحة النووية (يورانيوم عالي التخصيب) مثال:
تحقيق تركيز 90% يتطلب 1,500 جهاز طرد مركزي تعمل لشهور متواصلة .
التحديات التقنية التكلفة والطاقة:
عملية الفصل تتطلب مروراً عبر آلاف المراحل لتحقيق زيادة طفيفة في التركيز. مثلاً، رفع النسبة من 0.7% إلى 5% يحتاج 1,400 مرحلة .
النفايات :
يُنتج عن العملية “يورانيوم منضب” (نسبة U-235 أقل من 0.7%)، يُستخدم في صناعة الدروع أو الذخيرة الثقيلة .الرقابة الدولية تراقب الوكالة الدولية للطاقة الذرية (IAEA) عمليات التخصيب لضمان استخدامها سلمياً، خاصة أن تقنية الطرد المركزي سهّلت انتشار البرامج النووية العسكرية بسبب كلفتها المنخفضة وصعوبة كشف منشآتها تحت الأرض .
