(برقِ هسته ای)
برقِ هسته ای _ غنی سازی ۷۲٪ ایزوتوپ (اُورانیوم ۲۳۵) برای انرژی اِلکتریکی
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته : غنی سازی اورانیوم برای تولید برق عملی است که به‌واسطهٔ آن در یک تودهٔ اورانیوم طبیعی مقدار ایزوتوپ ۲۳۵U بیشتر و مقدار ایزوتوپ ۲۳۸U کم تر شود. غنی سازی اورانیوم یکی از مراحل چرخهٔ سوخت هسته‌ای است.اورانیوم طبیعی (که به‌شکل اکسید اورانیوم است) شامل ۹۹٫۳٪ از ایزوتوپ ۲۳۸U و ۰٫۷٪ از ۲۳۵U است. ایزوتوپ ۲۳۵U اورانیوم قابل شکافت و مناسب برای تولید برقِ هسته ای و نیروگاه های هسته ای است
شکافت هسته‌ای یا فیژن (Nuclear fission) فرایندی است که در آن یک اتم سنگین مانند اورانیوم به دو اتم سبکتر تبدیل می‌شود. وقتی هسته‌ای با عدد اتمی زیاد شکافته شود، بر پایه، مقداری از جرم آن به انرژی تبدیل می شود. از این انرژی در تولید برق (در نیروگاه هسته ای) یا تخریب ( هسته ای) استفاده می‌شود.فرایند شکافت هسته ایبرای ایجاد شکافت هسته ای نیاز به بمباران نوترونی است؛ یعنی نوترونی را که سرعت آن (تقریباً) با سرعت نور برابری می کند با روش هایی مانند استفاده از آبهای سنگین یا سبک کاهش سرعت پیدا کند تا بعد از ناپایدار شدن هسته اتم، اتم تجزیه شود. (در اورانیوم پس از تجزیه عناصر باریم و کریپتون. ۲ یا ۳ عدد نوترون پس داده می شود) اوتوهان زمانی که قصد داشت از بمباران اورانیوم با نوترون آن را به رادیم تبدیل کند دریافت که به اتم بسیار کوچک‌تری دست یافته است. در تمام واکنش هسته ای که تا آن زمان شناخته شده بود تنها ذرات کوچک از هسته جدا می شدند اما این بار یک تقسیم بزرگ رخ داده بود.
فراوردهٔ این بمباران نوترونی باریم است و جرم هر اتم اورانیم هنگام تبدیل شدن به ذرات کوچک تر به اندازهٔ یک پنجم جرم یک پروتون کاهش می یابد که پس از برخورد یک نوترون به ایزوتوپ اورانیوم-۲۳۶ تبدیل شده و به سرعت متلاشی شده و پرتو های رادیو اکتیو از خود ساطع می کند. سپس به دو عنصر باریم-۱۴۱ و کریپتون-۹۲ باریم-۱۴۱ به لانتان-۱۴۱ واپاشی می شود و لانتان-۱۴۱ سریم-۱۴۱ و به پرازئودیمیم-۱۴۱ تقسیم شده و به پایداری می‌رسد و کریپتون-۹۲ به روبیدیم-۹۲ واپاشی شده و روبیدیم-۹۲ به استرانسیم-۹۲ و استرانسیم به ایتریم-۹۲ و ایتریم به زیرکونیم-۹۲ می رسد و پایدار می شود. در ضمن ۲/۵ عدد نوترون دیگر آزاد می کند که هر یک موجب شکافت یک هستهٔ اورانیوم دیگر می شوند و این واکنش زنجیره ای مرتب ادامه پیدا می کند.در برق هسته ای واکنش زنجیره ای بدون کنترل ادامه می یابد تا بیش‌ترین انرژی ممکن در لحظه تولید شود. طی این واکنش زنجیره ای که در طی چند میلیونیم ثانیه رخ می دهد تعداد رویداد شکافت هسته ای به سرعت افزایش می یابد. در راکتور های هسته ای سرعت نوترون ها را با استفاده از مواد کند کننده کاهش می دهند تا واکنش زنجیره ای کنترل شود.
نتیجه گیری:
غنی سازی اورانیوم برای تولید برق عملی است که به واسطهٔ آن در یک تودهٔ اورانیوم طبیعی مقدار ایزوتوپ ۲۳۵U بیشتر و مقدار ایزوتوپ ۲۳۸U کم تر شود. غنی سازی اورانیوم یکی از مراحل چرخهٔ سوخت هسته‌ای است.اورانیوم طبیعی (که به‌شکل اکسید اورانیوم است) شامل ۹۹٫۳٪ از ایزوتوپ ۲۳۸U و ۰٫۷٪ از ۲۳۵U است. ایزوتوپ ۲۳۵U اورانیوم قابل شکافت و مناسب برای تولید برقِ هسته ای و نیروگاه های هسته ای است.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک