منجم إلى مفاعل: خطوات استخراج وتخصيب اليورانيوم

 

في عالم يتسابق نحو الطاقة النظيفة والمستدامة، يبرز اليورانيوم كلاعب رئيسي في إنتاج الكهرباء من خلال الطاقة النووية. لكن قبل أن يصبح هذا العنصر وقودًا في قلب المفاعل، يمر بسلسلة معقدة من المراحل تبدأ من استخراجه من باطن الأرض وتنتهي بـ تخصيبه بدرجة معينة.

في هذا المقال، نستعرض بالتفصيل كيف تتم عملية استخراج اليورانيوم وتخصيبه، ولماذا يُعدّ ذلك ضروريًا لتوليد الطاقة النووية، مع الاستشهاد بمصادر موثوقة ومحدثة.

---

ما هو اليورانيوم ولماذا يُستخدم في الطاقة النووية؟

اليورانيوم عنصر كيميائي مشع يُستخدم كوقود في المفاعلات النووية نظرًا لقدرته العالية على الانشطار، وخاصة نظيره اليورانيوم-235 (U-235)، القادر على إطلاق كميات هائلة من الطاقة.

🔗 المصدر: ?World Nuclear Association – What is Uranium

---

أولاً: استخراج اليورانيوم من الطبيعة

تُوجد رواسب اليورانيوم بشكل طبيعي في صخور الأرض، وخاصة في المناطق الغنية بالمعادن. هناك طريقتان أساسيتان لاستخراجه:

1. التعدين السطحي أو تحت الأرض

تُستخدم هذه الطريقة عندما تكون رواسب اليورانيوم على أعماق يمكن الوصول إليها بسهولة. يتم سحق الخام ومعالجته كيميائيًا لاستخراج اليورانيوم.

2. الاستخلاص بالحمل الحراري داخل الموقع (In-Situ Leaching)

طريقة صديقة للبيئة نسبيًا، حيث تُحقن سوائل حمضية أو قلوية في باطن الأرض لتذيب اليورانيوم، ثم يُضخ السائل المحمل باليورانيوم إلى السطح.

🔗 المصدر: International Atomic Energy Agency – Uranium Production

---

ثانياً: تخصيب اليورانيوم – السر وراء تشغيل المفاعلات النووية

بعد الاستخراج، يحتوي اليورانيوم الطبيعي على حوالي 0.7% فقط من U-235، وهو غير كافٍ لتوليد الطاقة. لذا، لا بد من رفع هذه النسبة (تخصيب اليورانيوم) لتصل إلى 3–5% لاستخدامه كوقود نووي.

تقنيات التخصيب الرئيسية:

✅ 1. الطرد المركزي للغازات (Gas Centrifuge)

يتم تحويل اليورانيوم إلى غاز UF6 (سداسي فلوريد اليورانيوم)، ثم يُفصل النظير U-235 عن U-238 باستخدام أجهزة طرد مركزي بسرعة عالية.

✅ 2. الانتشار الغازي (Gas Diffusion) (أقل استخدامًا حاليًا)

تعتمد على تمرير الغاز من خلال أغشية دقيقة تسمح لجزيئات U-235 الأخف بالمرور بشكل أسرع من U-238.

🔗 المصدر: U.S. Nuclear Regulatory Commission – Uranium Enrichment

---

الاستخدامات بعد التخصيب

بعد التخصيب، يُصنع اليورانيوم في شكل أقراص خزفية صغيرة تُوضع في قضبان معدنية داخل قلب المفاعل النووي. هذه القضبان تُعد المصدر الأساسي للطاقة الحرارية التي تُحوَّل لاحقًا إلى كهرباء.

---

المخاطر والرقابة

رغم فوائد اليورانيوم، فإن عمليات الاستخراج والتخصيب قد تطرح تحديات بيئية وأمنية. لهذا، تُشرف منظمات مثل الوكالة الدولية للطاقة الذرية (IAEA) على عمليات الضبط والمراقبة، خاصة لضمان الاستخدام السلمي وعدم تحويل المواد لأغراض عسكرية.

🔗 المصدر: IAEA – Nuclear Safety and Security

---

خاتمة

اليورانيوم ليس فقط معدنًا مشعًا بل هو جوهر الطاقة النووية الحديثة. تبدأ رحلته من أعماق الأرض وينتهي به المطاف داخل قلب المفاعل، بعد أن يمر بعمليات دقيقة من الاستخراج والتخصيب. ومع ازدياد الطلب العالمي على طاقة نظيفة، تبقى هذه العمليات أساسية لتأمين مستقبل طاقي مستدام وآمن.

اطلع كذلك على: