شما در حال مشاهده نسخه متنی وبسایت بیبیسی هستید که از داده کمتری استفاده میکند. نسخه اصلی وبسایت را که شامل تمام تصاویر و ویدیوهاست، مشاهده کنید.
بازگشت به وبسایت یا نسخه اصلی
اطلاعات بیشتر درباره نسخه لایت که برای مصرف کمتر حجم دادههاست
اورانیوم چیست و چه نقشی در سلاح هستهای و تولید انرژی دارد؟
جنگ آمریکا و اسرائیل با ایران، بار دیگر توجهها را به موضوع سلاحهای هستهای و خطر گسترش آنها جلب کرده است.
بر اساس برآوردهای «اتحادیه دانشمندان آمریکایی» و «انجمن بینالمللی کنترل تسلیحات»، اکنون ۹ کشور دارای سلاح هستهای هستند یا گمان میرود چنین تسلیحاتی در اختیار داشته باشند: آمریکا، روسیه، چین، فرانسه، بریتانیا، هند، پاکستان، کره شمالی و اسرائیل.
ایران سلاح هستهای ندارد.
بمب هستهای تنها دو بار در تاریخ استفاده شده است؛ زمانی که آمریکا در اوت ۱۹۴۵ دو بمب اتمی بر شهرهای هیروشیما و ناکازاکی ژاپن انداخت. تا پایان همان سال، حدود ۱۴۰ هزار نفر در هیروشیما و ۷۴ هزار نفر در ناکازاکی کشته شدند.
سلاحهای هستهای علاوه بر موج انفجار و حرارت شدید، تشعشعاتی آزاد میکنند که میتواند باعث بیماریهای خطرناک و مسمومیت پرتویی (رادیواکتیو) شود و آثار آن فراتر از لحظه انفجار ادامه یابد.
اما پیش از آنکه اورانیوم به ماده اصلی ساخت سلاح هستهای تبدیل شود، چگونه کشف شد و کاربردهای غیرنظامی آن چیست؟
اورانیوم چیست؟
اورانیوم یک عنصر شیمیایی و فلزی سنگین است که رنگ سفید نقرهای دارد. نماد آن در جدول تناوبی «U» و عدد اتمی آن ۹۲ است. این عنصر در طبیعت معمولا با غلظت کم در خاک، سنگ و آب یافت میشود و به صورت تجاری از سنگهای معدنی حاوی اورانیوم، مانند اورانینیت یا پیچبلند، استخراج میشود.
اورانیوم خالص، فلزی سفید متمایل به نقرهای یا خاکستری-نقرهای است، اما سنگهای معدنی حاوی آن در طبیعت بسته به ترکیبات همراه، میتوانند زرد، قهوهای، سیاه یا سبز باشند.
سنگ معدن اورانیوم را میتوان از معادن روباز یا زیرزمینی استخراج کرد. پس از استخراج، سنگ معدن را خرد و در کارخانههای ویژه فرآوری میکنند تا اورانیوم از دیگر مواد جدا شود. روش دیگری نیز با عنوان «استخراج درجا» وجود دارد که در آن محلولی به لایههای زیرزمینی تزریق میشود تا اورانیوم را حل کند و سپس این محلول برای فرآوری دوباره به سطح زمین بازگردانده میشود.
بر اساس اطلاعات وزارت انرژی آمریکا، اورانیوم استخراجشده معمولا به شکل کنسانتره اکسید اورانیوم ذخیره، معامله و فروخته میشود که به آن «کیک زرد» نیز گفته میشود.
اورانیوم چگالی بسیار بالایی دارد که در حدود ۱۹ گرم در هر سانتیمتر مکعب است و حدود ۱/۷ برابر از سرب سنگینتر است.
وبسایت انجمن جهانی هستهای میگوید هرچند اورانیوم در منظومه شمسی عنصر فراوانی نیست، اما واپاشی رادیواکتیو آهسته آن، همراه با دیگر عناصر پرتوزا، بخشی مهم از گرمای درون زمین را تولید میکند؛ گرمایی که در حرکت صفحات تکتونیکی نقش دارد.
بر اساس همین منبع، تصور میشود اورانیوم پیش از شکلگیری زمین و در جریان انفجارهای عظیم ستارهای موسوم به ابرنواختر یا سوپرنوا به وجود آمده و سپس وارد موادی شده که منظومه شمسی از آنها شکل گرفته است.
در گذشته، اورانیوم عمدتا از طریق استخراج سنتی به دست میآمد و پس از خرد شدن سنگ معدن، فرآوری میشد. اما امروزه بخش بزرگی از تولید جهانی از طریق روش استخراج درجا انجام و در نهایت به «کیک زرد» تبدیل میشود که شکل تجاری رایج اورانیوم است.
چه کسی اورانیوم را کشف کرد؟
مارتین هاینریش کلاپروت، شیمیدان آلمانی، نخستین کسی بود که در سال ۱۷۸۹ اورانیوم را شناسایی کرد. او هنگام بررسی و تحلیل نمونههایی از سنگ «پیچبلند» به این عنصر رسید که از معادن نقره منطقه یواخیمستال در پادشاهی سابق بوهم آمده بود؛ منطقهای که اکنون بخشی از جمهوری چک است.
کلاپروت نتوانست اورانیوم را به شکل فلزی خالص جدا کند، بلکه یکی از ترکیبات آن را شناسایی کرد و نام «اوران» را بر آن گذاشت. این نام برگرفته از سیاره اورانوس بود که چند سال پیش از آن کشف شده بود.
اورانیوم سالها پیش از کشف ویژگیهای پرتوزاییاش، برای رنگآمیزی شیشه و لعاب سرامیک به کار میرفت و برخی ترکیبات آن در نخستین مراحل عکاسی نیز استفاده میشد.
شناخت ویژگیهای پرتوزای اورانیوم تا پایان قرن نوزدهم آغاز نشد. در سال ۱۸۹۵، ویلهلم رونتگن، فیزیکدان آلمانی، هنگام آزمایش عبور جریان الکتریکی در یک لوله شیشهای خلأ، اشعه ایکس را کشف کرد.
یک سال بعد آنری بکرل، فیزیکدان فرانسوی، دریافت که نمکهای اورانیوم پرتوهای نامرئی منتشر میکنند که حتی بدون نور نیز میتواند بر صفحات عکاسی اثر بگذارد. این کشف، آغاز شناخت پرتوزایی طبیعی بود.
در سال ۱۸۹۸، پیر و ماری کوری اصطلاح «پرتوزایی» را برای این پدیده به کار بردند و همان سال موفق شدند عناصر پلونیوم و رادیوم را از سنگ «پیچبلند» جدا کنند. بعدها از رادیوم در پزشکی، به ویژه برای درمان برخی سرطانها، استفاده شد.
در سال ۱۹۰۰، پل ویار، فیزیکدان فرانسوی، نوع سومی از پرتوها به نام اشعه گاما را کشف کرد که مانند اشعه ایکس قدرت نفوذ بسیار بالایی دارد. این کشف به تدریج به دانشمندان کمک کرد شناخت کاملتری از انواع تابش، از جمله ذرات آلفا، بتا و اشعه گاما، به دست آورند.
اواخر دهه ۱۹۳۰ و آغاز دهه ۱۹۴۰، شناخت شکافت هستهای به سرعت پیشرفت کرد. دانشمندان دریافتند شکافته شدن هسته اتم میتواند انرژی عظیمی آزاد کند و در شرایط خاص، به واکنش زنجیرهای هستهای منجر شود.
در ادامه، پژوهشهای هستهای در بریتانیا و آمریکا، به ویژه همزمان با جنگ جهانی دوم و مطرح شدن ایده ساخت بمب اتمی، سرعت بیشتری گرفت. این روند به شکلگیری پروژههای محرمانه بزرگی مانند «پروژه منهتن» به رهبری آمریکا انجامید؛ پروژهای که مجموعهای گسترده از توان علمی و صنعتی را برای ساخت سلاح هستهای گرد هم آورد.
در سال ۱۹۴۵، نتیجه این پروژه به ساخت نخستین بمبهای اتمی منجر شد. در ژوئیه همان سال، اولین آزمایش هستهای در منطقه «ترینیتی» در ایالت نیومکزیکو انجام شد و سپس آمریکا در اوت ۱۹۴۵ دو بمب اتمی روی هیروشیما و ناکازاکی انداخت.
امروزه اورانیوم به عنوان سوخت راکتورهای هستهای تجاری برای تولید برق استفاده میشود. همچنین به طور مستقیم یا غیرمستقیم در تولید ایزوتوپهای پرتوزا برای کاربردهای پزشکی، صنعتی و پژوهشی نقش دارد و در حوزههای نظامی و دفاعی نیز استفاده میشود.
اورانیوم با غنای پایین در سوخت راکتورهای هستهای تجاری استفاده میشود، در حالی که اورانیوم با غنای بالا در برخی راکتورهای پژوهشی، سامانههای پیشران دریایی و نیز ساخت سلاح هستهای کاربرد دارد.
بر اساس اعلام آژانس بینالمللی انرژی اتمی، راکتورهای پژوهشی برای تولید نوترون به کار میروند و این نوترونها در کاربردهای علمی، پزشکی و صنعتی استفاده میشوند. یکی از مهمترین این کاربردها، تولید ایزوتوپ پزشکی «مولیبدن-۹۹» از طریق تابش دادن اهداف حاوی اورانیوم-۲۳۵ در داخل راکتور است.
مولیبدن-۹۹ بعدا به «تکنسیم-۹۹ام» تجزیه میشود؛ ایزوتوپی پرتوزا که به طور گسترده در تصویربرداری پزشکی، به ویژه برای تشخیص بیماریهایی مانند سرطان و بیماریهای قلبی، استفاده میشود.
آژانس بینالمللی انرژی اتمی میگوید بیش از ۸۰ درصد تصویربرداریهای پزشکی مورد استفاده سالانه برای تشخیص بیماریهایی مانند سرطان، به لطف داروهای پرتوزایی ممکن شده که عمدتا در راکتورهای پژوهشی هستهای تولید میشوند.
