اليورانيوم عنصر مشع، وهو من أكثر العناصر كثافة في العالم، وقد اكتشفه الكيميائي الألماني “مارتن كلا بروث” عام 1789م، وهو فلز لونه أبيض يميل إلى الفضي.
يُستخرج اليورانيوم من باطن الأرض مثل الفحم والنفط، وتتواجد كميات هائلة منه في مختلف مناجم التعدين في نحو 20 دولة حول العالم، وتُعتبر كازاخستان أول دولة في إنتاج اليورانيوم من حيث كمية الإنتاج.
أكبر دولة في إنتاج اليورانيوم
كازاخستان هي أكبر دولة في إنتاج اليورانيوم؛ حيث أن ما يقرب من نصف إجمالي إنتاج اليورانيوم في عام 2021 جاء من كازاخستان – 21819 طنًا متريا – وهو ما يساوي 45% من الإنتاج العالمي، تلتها في المرتبة الثانية ناميبيا، حيث بلغ إنتاجها من اليورانيوم 5753 طن متري، وهو ما يعادل 12% من الإنتاج العالمي، وتأتي كندا في المرتبة الثالثة بقيمة إنتاج بلغت 4693 طن متري، وهو ما يعادل 10% من الإنتاج العالمي.
كازاخستان:
كانت كازاخستان مصدرًا مهمًا لليورانيوم لأكثر من 50 عامًا، وأصبحت أكبر منتج لليورانيوم في العالم في عام 2009. زاد إنتاج اليورانيوم السنوي في كازاخستان من 2114 طن في عام 2001 إلى 24689 طن في عام 2016 قبل أن ينخفض بشكل طفيف بسبب انخفاض أسعار اليورانيوم. في عام 2019، كان الإنتاج 22808 طنًا متريًا بزيادة 5 ٪ عن العام السابق، لكنه انخفض إلى 19477 طن في عام 2020 بسبب تأثير جائحة فيروس كورونا. بلغ إنتاج اليورانيوم في عام 2021 ما مقداره 21819 طنًا متريا.
ترتيب الدول في إنتاج اليورانيوم في العالم:
إليكم في القائمة التالية التي تظهر ترتيب الدول في إنتاج اليورانيوم في العالم.
- كازاخستان هي أول دولة في إنتاج اليورانيوم من حيث كمية الإنتاج بمقدار 21819 طن متري (45%).
- ناميبيا 5753 طن متري (12%).
- كندا 4693 طن متري (10%).
- أستراليا 4139 طن متري (7.8%).
- أوزباكستان 3500 طن متري (7.1%).
- روسيا 2635 طن متري (5.9%).
- النيجر2248 طن متري (4.7%).
- الصين 1885 طن متري (3.4%).
- الهند 615 طن متري (1.3%).
- أوكرانيا 455 طن متري (0.9%).
تخصيب اليورانيوم
لليورانيوم في الطبيعة عدة نظائر تحدد تخصيب اليورانيوم أهمها: اليورانيوم 235 واليورانيوم 238. يحتوي اليورانيوم الخام على 0.7% فقط من اليورانيوم 235 والباقي يتكون من اليورانيوم 238. هذه النسبة الضئيلة لها أهمية كبيرة تكمن في سهولة انشطار اليورانيوم 235 لإنتاج كمية كبيرة من الطاقة التي يمكن استخدامها للأغراض السلمية أو العسكرية.
قبل أن يصبح اليورانيوم مناسبًا لاستخدامه كوقود ومثل باقي أنواع الوقود التقليدية، فإن اليورانيوم كمصدر للطاقة يجب أن يمر بسلسلة من المراحل الدقيقة حتى يكون وقودًا قابلًا لإنتاج الطاقة الكهربائية وهذه المراحل تسمى ب “دورة الوقود النووي”.
تبدأ العملية بالتعدين، يستخرج خام اليورانيوم خلال عملية التعدين، ثم ينقل إلى المطاحن.
في المطحنة يفصل اليورانيوم عن المعادن الأخرى ويتحول إلى الأكسيد على هيئة مسحوق ويسمى “الكعكة الصفراء”، ولكن هذه المادة في هذه المرحلة تكون لا تزال غير صالحة للاستخدام في توليد الكهرباء. توضع الكعكة الصفراء في هذه المرحلة ببراميل معدنية خاصة وتنقل إلى منشآت تحويل اليورانيوم.
عملية التحويل تبدأ باستخدام عمليات كيميائية يتم فيها تحويل الكعكة الصفراء إلى غاز يطلق عليه سادس فلوريد اليورانيوم (UF6) يكون جاهزًا للتخصيب، حيث يتم ضخ الغاز في أسطوانات تدور بسرعة عالية تفوق سرعة الصوت، وينتج عن هذه العملية دفع ذرات اليورانيوم 238 نحو الخارج، وتتجمع ذرات 235 الأخف حول المركز، ويتم تجميع الذرات الخفيفة مرة تلو الأخرى لرفع تركيزها وتصبح صالحة للاستخدام. هناك نوعان من اليورانيوم المخصب: يورانيوم منخفض التخصيب ويورانيوم مرتفع التخصيب.
اليورانيوم منخفض التخصيب تكون نسبة تركيز اليورانيوم 235 فيه تترواح بين 3% – 5%، ويستخدم في إنتاج الوقود المستخدم في الأغراض السلمية. أما اليورانيوم مرتفع التخصيب تكون نسبة تركيز اليورانيوم 235 فيه هي 2% أو أكثر، ويُستخدم في مفاعلات الأبحاث باستخدام أسطوانات ضغط مركزي تعمل بسرعة.
المصادر
- Unearthing Opportunity
- Uranium and Nuclear Power in Kazakhstan
- أنواع مفاعلات القوى النووية
- What is Uranium? How Does it Work?
