به وب نوشته های  "جوانان خفری" خوش آمدید

تاریخچه استفاده از اورانیوم

استفاده از اورانیوم به شکل اکسید طبیعی آن به سال 1979 میلادی بر می‌گردد، یعنی زمانی که این عنصر برای اضافه کردن رنگ زرد به سفال لعابدار استفاده شد کشف این عنصر به شیمیدان آلمانی به نام "مارتین هنریچ " اختصاص داده شد که در سال 1789 اورانیوم را به صورت قسمتی از کانی که آن را پیت چابلند نامید، کشف شد. نام این عنصر را بر اساس سیاره اورانوس که هشت سال قبل از آن کشف شده بود برگزیده شد
در سال 1896 "هانری بکرل" فیزیکدان فرانسوی برای اولین بار به خاصیت رادیواکتیویته آن پی برد. در پروژه منهاتن نامهای توبلوری و اورلی برای اورانیوم طبیعی و اورانیوم غنی شده بکار برده شد. این اسامی هنوز نیز برای اورانیوم غنی شده و اورانیوم طبیعی بکار برده می شوند.

برخي از موارد استفاده از اورانیم توسط بشر

1- مهمترین کاربرد اورانیوم در بخش غیر نظامی تامین سوخت دستگاههای تولید نیروی هسته‌ای است که در آنها سوخت U235 به میزان 2الی3% غنی می‌شود. اورانیوم تخلیه شده در هلیکوپترها و هواپیماها به‌عنوان وزن متقابل بر هر بار استفاده می‌شود.

2- لعاب ظروف سفالی از مقدار کمی اورانیوم طبیعی تشکیل شده است ( که داخل فرایند غنی سازی نمی‌شود ) که این عنصر برای اضافه کردن رنگ با آن اضافه می‌شود.

3- نیمه عمر طولانی ایزوتوپ اورانیوم 238 آن را برای تخمین سن سنگهای آتشفشانی مناسب میسازد      .

4- اورانيم 235 در راکتورهای هسته‌ای به پلوتونیوم تبدیل می‌شود و پلوتونیوم نیز در ساخت بمبهای هیدروژنی مورد استفاده قرار می‌گیرد

5- استات اورانیوم در شیمی تحلیلی کاربرد دارد.

6- برخی از لوازم نوردهنده از اورانیوم و برخی در مواد شیمیایی عکاسی مانند نیترات اورانیوم استفاده    می‌کنند.

 7- معمولا کودهای فسفاتی حاوی مقدار زیادی اورانیوم طبیعی می‌باشند، چرا که مواد کانی که آنها از آنجا گرفته شده‌اند، حاوی مقدار زیادی اورانیوم می‌باشند.
8- فلز اورانیوم برای اهداف اشعه ایکس در ساخت این اشعه با انرژی بالا استفاده می‌شود                      
      

خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر اورانیم :

                 1- عدد اتمی: 92

                 2- جرم اتمی: 238.0289

                 3- نقطه ذوب: C° 1135

                 4- نقطه جوش : C° 3815

                 5- شعاع اتمی : pm 156

                 6- ظرفیت: 3، 4، 5 و 6

                 7- رنگ: خاکستري متالیک

                 8- حالت استاندارد: جامد راديواکتيو

                 9- الکترونگاتیوی: 1.38

                 10- حالت اکسیداسیون: 3، 4، 5 و 6

                 11- دانسیته: 19.05

فرمهای شیمیایی اورانیم :

1- اکسیدهای اورانیمUO_{2 ,}U₃O₈

2- اورانیم هگزافلویوریدUF₆

3- اورانیم تترا فلویوریدUF₄

4-اورانیم فلزی

5- ترکیبات سمی اورانیم

کیک زرد U3O8 : سنگ معدن اورانیم را پس از استخراج از معدن در اسید سولفوریک حل می کنند
تا نا خالصی ها را جدا کنند.سپس محلول اورانیم و اسید را جدا کرده و خشک می کنند که به پودر زرد رنگی تبدیل می شود.
به این پودر زرد رنگ اصطلاحا کیک زرد میگویند.

غنی سازی: اورانیم حاصل از مرحله قبل به صورت دو ایزوتوپ سبک(235) و سنگین(238) می باشد.
ایزوتوپ سبک رادیو اکتیو بوده و می تواند به عنوان سوخت هسته ای در نیروگاههای اتمی بکار رود.
اما مشکل اینجاست که این ایزونوپ در صد بسیار بسیار کمی از کیک زرد را تشکیل می دهد -0/71 در صد-پس باید با تغییر و تحولاتی در صد آن را افزایش داد.
به این عمل یعنی بالا بردن در صد ایزوتوپ سبک غنی سازی می گویند.

زباله هاي هسته اي امريكا

تا سال 2003 كشور آمريكا بيش از 49000 تن از انواع سوختهاي مصرف شده خود را انبار كرده است

انبارها در زير زمينهايي در ايالت نوادا آمريكا است .

به عقيده ارژانس حفاظت محيط زيست آمريكا اين نوع روش دفن هيچ گونه تهديد زيست محيطي ندارد 

اورانيوم ضعيف شده (DU)چيست؟

اورانيوم ضعيف شده هم ماده اي شيميايي و سمي است و هم ماده اي راديو اكتيو. در مطالعات آزمايشگاهي، ثابت شده كه اين ماده به سلول هاي انسان آسيب مي زند، موجب جهش DNA مي شود و سرطان زا است.

بكارگيري اورانيوم فقير شده Depleted uranium توسط نيروهاي غربي در سلاحهاي متعارف جنگي در جنگ هاي بالكان و خليج فارس، برتري شگرفي را براي اين نيروها به ارمغان آورده است

 بر اساس گزارشات رسمي در جنگ خليج فارس حداقل 320 تن از اين ماده در منطقه كوچكي از جنوب عراق مصرف شده است و تخمين زده مي شود كه در حال حاضر حدود 000/800 تن از ‏‎DU‎‏در جهان وجود داشته باشد كه بلااستفاده باقي مانده است .

اثرات زیانبار اورانیم بر روی بدن انسان

تمام ترکیبات اورانیوم سمی و رادیو اکتیو هستند. سمی بودن این عنصر می‌تواند کشنده باشد. در مقادیر بسیار کم خاصیت سمی بودن این عنصر به کلیه آسیب می‌رساند. خواص رادیواکتیوی این عنصر نیز سیستماتیک و نظام مند است. در کل ترکیبات اورانیوم به‌سختی جذب روده و ریه می‌شوند و خطرات رادیولوژیکی آن باقی می‌ماند. فلز خالص اورانیوم نیز خطر آتش‌سوزی به همراه دارد.فرد ممکن است با تنفس غبار اورانیوم در هوا یا خوردن و آشامیدن آب و غذا در معرض این عنصر قرار بگیرد. البته بیشتر این عمل از طریق خوردن آب و غذا صورت می‌گیرد. جذب روزانه اورانیوم در غذا 0.07 تا 1.1 میکروگرم می‌باشد. مقدار اورانیوم در هوا معمولا بسیار ناچیز است. افرادی که در کنار تاسیسات هسته‌ای دولت و یا معادن استخراج اورانیوم زندگی می‌کنند، بیشتر در معرض این عنصر قرار می‌گیرند.آورانیوم ممکن است که درطریق تنفس یا بلع و یا در موارد استثنایی از طریق شکافی روی پوست وارد بدن شود. اورانیوم توسط پوست جذب نمی‌شود و ذرات آلفای ساتع شده از این عنصر نمی‌تواند به پوست نفوذ کند. بنابراین اورانیومی که خارج از بدن باشد، نمی‌تواند به اندازه اورانیوم داخل بدن مضر و خطرناک باشد. اگر اورانیوم به بدن وارد شود، ممکن است موجب سرطان شده یا به کلیه‌ها آسیب برساند.

تحقیقات نشان می دهد اورانیم به سه شکل در خاکهای الوده وجود دارد :

1- کانیهای U(IV) فسفات

         2-شکل کاهش یافته اورانیم U(IV)

         3- U(VI) کمپلکس شده با مواد الی  

منشا خاکهای الوده :

1-مواد رادیواکتیو که به صورت طبیعی وجود دارند .                          

2- در مرحله استخراج اورانیم از معدن مقدار زیادی اورانیم وارد خاک می شود.

3- ازمایشات هستهای وبمبهای اتمی .                                            

4- ضایعات هسته ای استفاده شده در راکتورها .                                   

5- اورانیم استفاده شده در ازمایشگاهای تحقیقاتی .                              

هر روشی که برای پاکسازی به کار می رود به چندین عامل بستگی دارد :

1-شکل وغلظت الاینده                                                          

2- حجم وخواص فیزیکی وشیمیایی خاک الوده شده                             

3- اثرات جانبی بر روی محیط  نداشته باشد                                      

4- روش سالم باشد وبه انسان صدمه وارد نکند                                    

5- قیمت و ارزش برنامه پاکسازی                                                    

6- روش از قبل کارایی خود را امتحان کرده باشد وقابل اجرا باشد                            

روشهای پاکسازی اورانیم از محیط  :

1- طبیعی

2- بيولوژيك

3- فیزیکی

4- شیمیایی

پاکسازی طبیعی :

فرایندهایی که به وسیله ان غلظت الاینده ها در حد قابل قبولی توسط طبیعت کاهش می یابد .

این روش تقریبا به دو شکل انجام میشود :

1-فرایندهای جذبی

2- ریشه گیاهان 

روش بيولوژيكي

در اين روش ما با استفاده از باكتريها اورانيم موجود در پسابهاي صنعتي را از محيط حذف مي كنيم .

باكتريهاي مورد استفاده در اين روش :

1- MGF-48

2- سيترو باكتر

3- زگالو      

روشهای فیزیکی :

در این روش ما به ترکیب شیمیایی الاینده کاری نداریم

1- ایزوله کردن خاك

2- شیشه سازی     

پروسهٔ شیشه سازی:

 یکی از راه حل‌های پیشنهادی برای ذخیره سازی ضایعات هسته‌ای، فرایندیست که

مواد آلاینده پرتوزا ذوب و سپس جامد سازی شده و در محفظه‌های مخصوص ذخیره سازی می‌شود.

روشهای شیمیایی

روشهای شیمیایی که برای پاکسازی خاک و آب الوده شده به کار برده می شود

 ممکن است به دو شکل صورت بگیرد

1- تبدیل شیمیایی به مواد قابل حل در اب

2- ساکن سازی شیمیایی

برای افزایش تحرک فلزات سنگین نظیر اورانیم به روشهای زیر عمل می شود:

1- تغییر اسیدیته

2- تغییر قدرت یونی

3- تغییر در پتانسیل اکسایش و کاهش  

4- تشکیل کمپلکسهای سیال          

استخراج شیمیایی

استخراج شیمیایی از خاکهای الوده شامل تبدیل اورانیم به یک شکل قابل حل در آب که سرانجام ان را از خاک جدا می کند

شرایط مناسب برای استخراج شیمیایی :

1-تبدیل اورانیم نامحلول به اورانیم محلول با به کار بردن یونهای سیترات وکربنات (عوامل کیلیت ساز)

2- وجود کمپلکسهای انیونی  با کنترل شیمی محلولها و شرایط محیطی مثل PH , دما , زمان  

3- اکسیداسیون اورانیم IV)) به اورانیم (VI)

استفاده از رزین  تبادل یونی برای پاکسازی آبهای الوده

فرایند تبادل یونی بر حسب مشخصات رزین (ساختمان شیمیایی , ظرفیت تبادل , اندازه ذرات ), غلظت یون اورانیل

PH  محلول دبی جریان در ستون رزین  دارای راندمان متفاوتی است .

مبادله کننده های زیادی جهت زدایش اورانیم در اب وجود دارد که از بین انها رزینهاي

انیونی قوی به لحاظ بالا بودن ظرفیت زدایش کاربردهای زیادی د ر این خصوص دارد

که از جمله می توان به رزینهای متشکل از آمینهای چهار ظرفیتی پلی استیرن

که یونهای کلر گروه تعویض شونده آنها با اورانیم است .

ظر فیت رزینها

بیشترین میزان جذب اورانیم بر روی رزین بین 17 تا 22 میلی گرم به ازای هر میلی متر رزین تعیین می شود.

یک میلی لیتر رزین می تواند اورانیم 30 میلی لیتر محلول را تا 90 درصد جذب کند .

سرعت جذب اورانیم بر روی رزین  سرعت جذب رزین در محدوده زمانی 5-30 دقیقه خطی واز زمان 120 دقیقه به بعد به تعادل می رسد و سرعت جذب ثابت می ماند