پاورپوینت مراحل غنی سازی اورانیوم (pptx) 43 اسلاید
دسته بندی : پاورپوینت
نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد اسلاید: 43 اسلاید
قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :
مراحل غنی سازی اورانیوم
1
اورانیوم چیست؟
اورانيوم يكي از عناصر شيميايي جدول تناوبي است كه نماد آن Uو عدد اتمي آن ۹۲است.اين عنصر داراي دماي ذوب 1۴۵۰درجه سانتيگراد بوده و به رنگ سفيد مايل به نقره‌اي،سنگين، فلزي و راديواكتيو است و به رغم تصور عام، فراواني آن در طبيعت حتي از عناصري از قبيل جيوه، طلا و نقره نيز بيشتر است.
اورانيوم داراي دو ايزوتوپ است که يکي با عنوان اورانيوم 238 که فراواني 3/99% در طبيعت دارد و ايزوتوپ ديگر که قابليت شکافت هسته‌اي وتوليد انرژي دارد اورانيوم 235 است که فراواني آن در طبيعت 7/0 درصد مي‌باشد. براي استفاده از انرژي اين نوع اورانيوم بايد غناي آن را به 5/3 درصد که مورد نياز نيروگاه‌هاي برق اتمي است برسانيم.در تحقيقات علمي بايد درجه غناي اورانيوم حدود 20 درصد و در ساخت بمب اتمي بايد بيش از 90% درجه غناي اورانيوم 235 باشد
در حال حاضر بيش از 400 نيروگاه برق اتمي در دنيا وجود دارد که آمريکا
با 104 مورد در راس و سپس فرانسه با 59، ژاپن 56، روسيه 31، انگليس 23 و کشورهاي ديگر به
ترتيب در مقام‌هاي بعدي هستند. فرانسه حدود 80 درصد، آمريکا 20 درصد، ژاپن 30 درصد،
روسيه 16 درصد و انگليس نيز 20 درصد از برق مصرفي‌شان را با استفاده از اين نيروگاه‌ها توليد
مي‌کنند.
2
مراحل چرخة سوخت هسته اي
چهار مرحله ي اصلي چرخه سوخت هسته‌اي عبارت است از:
۱- فراوري سنگ معدن اورانيوم
2- تبديل و غني‌سازي اورانيوم
3- توليد سوخت هسته‌اي
4- بازفرآوري سوخت مصرف شده
3
تقسيم بندي اي ديگر
1) كشف و استخراج سنگ معدن اورانیوم
2) تهیه کيک زرد و تبديل ان به هگزا فلوراید اورانیوم
3) غنی سازی اورانیوم
4) توليد سوخت هسته‌اي
غني شده) UF6غني شده به UO2 ( تبديل
5) تهیه میله سوخت و مجتمع سوخت و حمل سوخت
6) مدیریت سوخت هسته ای در قلب راکتور
7) باز فراوری و جداسازی عناصر شکافت پذیر
8) پسماندداری
4
5
1 ) كشف و استخراج سنگ معدن اورانیوم
از روش هاى زمين شناسى، مناطق مناسب براى استخراج اورانيوم شناسايى و انتخاب مى شود.
مثلاً از خاك مناطق مختلف كه تشعشعات راديواكتيو دارند، نمونه هايى را به آزمايشگاه مى برند و با استفاده از روش هاى شيميايى ميزان اورانيوم قابل استخراج را بررسى مى كنند.
با توجه به هزينه هاى استخراج، اگر غلظت اورانيوم به اندازه اى بود كه استخراج آن به صرفه باشد آن نقطه به عنوان معدن اورانيوم شناخته مى شود كه در ان سنگ معدن اورانیوم از معادن
زیر زمینی و همچنین حفاری های روباز که دارای 3%، U3O8 استخراج ميشود. معدن اورانيوم ما در ساغند يزد است و از عمق حدود 350 تا 400 متري سطح زمين سنگ معدن اورانيوم بيرون
آورده ميشود و تبديل به کيک‌زرد مي‌گردد.
6
2)تهیه کيک زرد و تبديل آن به هگزا فلوراید اورانیوم
در اين مرحله اورانيوم هنوز داراي ناخالصي‌هايي است كه توسط روشهاي مختلف
اين ناخالصي‌ها كاسته شده و پس از طي فرايندهاي شيميايي نسبتا پيچيده، از شكل معدني U3O8به 3) UOتري اكسيد اروانيوم) و سپس )UO2دي اكسيد اورانيوم) در مي‌آيد كه اين تركيب نيز به دو روش موسوم به روش تر و روش خشك براي توليد ماده مورد نياز در فرايند غني‌سازي، يعني هگزافلوريد اورانيوم ((UF6به كار
گرفته ميشود.
7
کیک زد چیست؟
کیک زرد یا Yellowcake که بنام اورانیا (Urania) هم شناخته می شود در واقع خاک معدنی اورانیوم است که پس از طی مراحل تصفیه و پردازشهای لازم از سنگ معدنی آن تهیه می شود. تهیه این ماده به منزله رسیدن به بخش میانی از مراحل مختلف تصفیه سنگ معدن اورانیوم است و باید توجه داشت که فاصله بسیار زیادی برای استفاده در یک بمب اتمی دارد. روش تهیه کیک زرد کاملآ به نوع سنگ معدن بدست آمده بستگی دارد، اما بطور معمول از طریق آسیاب کردن و انجام پردازش های شیمایی بر روی سنگ معدن اورانیوم، پودر زبر و زرد رنگی بدست می آید که قابلیت حل شدن در آب را ندارد و حدود 80% غلظت اکسید اورانیوم آن خواهد بود. این پودر در دمایی معادل 2878 درجه سانتیگراد ذوب می شود.
8
در واقع در اين مرحله آماده سازی و آسیاب سنگ معدن و تهیه کنسا نتره با شکل
پودر ریز و جامد و تهیه کیک زرد که شامل 85- 65 درصدU3O8 است، انجام
ميشود. هر تن سنگ معدن اورانیوم زرد شامل مقدار کمی U3O8 است.شستن سنگ
معدن در اسید و عملیات تعویض یون منجر به حصول U3O8 نسبتا خالص میگردد.
كيك زرد در واقع محصول فراوري سنگ معدن اورانيوم است و به تركيباتي از اورانيوم
گفته ميشود كه ناخالصي‌هاي معدني آن به ميزان زيادي گرفته شده و حاوي ۷۰تا ۹۰
درصد اكسيد اورانيوم از نوع U3O8 است. كيك زرد شامل 70 درصد اورانيوم بوده و
داراى خواص پرتوزايى (radioactive) است. هدف پايه اى دانشمندان هسته اى از
فرآيند غنى سازى افزايش ميزان اتم هاى اورانيوم 235 است كه براى اين هدف اورانيوم
بايد اول به گاز تبديل شود. با گرم كردن اورانيوم تا دماى 64 درجه سانتيگرادى حالت جام
د به گاز هگزا فلوئوريد اورانيوم (UF6) تبديل مى شود. هگزافلوئوريد اورانيوم خورنده و
پرتوزا است و بايد با دقت جابه جا شود، لوله ها و پمپ ها در كارخانه هاى تبديل كننده
به صورت ويژه اى از آلياژ آلومينيوم و نيكل ساخته مى شوند. گاز توليدى همچنين بايد
از نفت و روغن هاى گريس به جهت جلوگيرى از واكنش هاى ناخواسته شيميايى دور نگه
داشته شود.
9
