سوخت هسته ای 

اورانیوم فلزی است که مقدار بسیار کمی از آن به طور طبیعی در سنگ ها، خاک ها، رودها و دریاهای جهان وجود دارد. در جاهایی که مقدار بسیاری اورانیوم در سنگ ها وجود داشته باشد، اورانیوم را استخراج می کنند. سپس سنگ معدن اورانیوم را فرآوری می کنند تا سوخت نیروگاه های هسته ای را تولید کنند.

استخراج اورانیوم

حدود سه چهارم از کل اورانیوم جهان از معدن های زیرزمینی و روباز و سطحی استخراج می شود. در این حالت، روش استخراج مانند استخراج زغال سنگ از زمین است. در معدن های روباز معدنچی ها مواد منفجره و دستگاه های حفاری را به کار می گیرند تا گودال های وسیعی را در سطح زمین ایجاد و سنگ معدن اورانیوم را استخراج کنند. سپس دستگاه های خُرد کننده سنگ معدن را ریز می کنند. آن گاه تکه های کوچک در مواد شیمیایی حل می شوند.

یک چهارم اورانیوم باقی مانده را به روش معدن کاوی محلول از زمین استخراج می کنند. در این حالت معدنچی ها چاه هایی را حفر می کنند تا به سنگ معدن زیر زمینی برسند. سپس مواد شیمیایی خاصی را به درون این سنگ ها می فرستد تا اورانیوم حل شده را از دیگر مواد شیمیایی موجود در محلول جدا کند. در این فرآیند گل ولای غنی از اورانیوم پدید می آید که آن را خشک می کنند تا کیک زرد به دست آید. کیک زرد را از معدن به کارخانه های ویژه ای می برند تا سوخت هسته ای را از آن به دست آورند.

از اورانیوم تا سوخت

کیک زرد از دو نوع اورانیوم ساخته شده است که تفاوت بسیار اندکی با هم دارند. حدود 99% آن از اورانیوم 238 (U238) و کمتر از 1% آن از اورانیوم 235 (U235) است. U235 اورانیومی است که به آسانی نوترون آزاد می کند و در نیروگاه های هسته ای برای شکافت به کار می رود. کارگران در کارخانه های تولید سوخت هسته ای کیک زرد را به دقت گرما می دهند تا ناخالصی های اورانیوم را از آن بگیرند. سپس اورانیوم را وارد دستگاه های چرخش ویژه ای می کنند تا مقداری از U238 را خارج کنند. در این فرآیند اورانیوم غنی سازی می شود یعنی که مقدار U235 در مخلوط U235 و U238 افزایش می یابد. سرانجام اورانیوم غنی شده را به صورت قرص های سفت و محکمی تبدیل می کنند. سپس این قرص ها را به درون لوله های فلزی می ریزند تا میله های سوخت هسته ای ساخته شود. این میله های سوخت تابش بسیار اندکی از خود پخش می کنند.

گزارش یک بررسی

استخراج اورانیوم در نیجریه

کار در دومین معدن بزرگ اورانیوم جهان در ایموران نیجریه در آفریقا از سال 2009 آغاز شد. این معدن حدود یک میلیارد پوند هزینه دارد و هزینه های این طرح را دولت نیجریه و یک شرکت هسته ای پرداخت می کنند. این معدن در سال 2012 گشایش یافت و حدود 1500 نفر در این معدن کار می کنند. از این معدن هر سال 5 هزار تُن کیک زرد به دست می آید. دانشمندان برآورد می کنند در ایموران به اندازه ای سنگ معدن هست که بتوان بیش از 35 سال از آن اورانیوم به دست آورد. نیجریه کشوری فقیر و توسعه نیافته است و استخراج و فروش اورانیوم به شرکت های تولید کننده ی الکتریسیته در سراسر جهان یکی از مهم ترین صنایع این کشور است.

منابع


انرژی هسته ای/ نویسنده: ریچارد و لوییس؛ مترجم: سلیمان فرهادیان؛ انتشارات کانون پرورش فکری کودکان و نوجوانان، تهران