‏انشطار اليورانيوم والثوريوم

‏تتفاعل في الظروف المناسبة النيوترونات مع اليورانيوم والثوريوم لإنتاج نظائر جديدة ، بعضها مستقر ، ونصف العمر لدى بعضها الاخر قصر جدا . تمتص ذرة اليورانيوم ²³⁵ النيوترون الحراري ( اي البطيء نسبيا ) ، ثم تنصهر ( تنشطر ) الى شظايا تقارب واحدثها نصف الوزن الذرى الاصلي ، وتطلق النيوترونات ، وكمية عاليا من الطاقة الحرارية .

²³⁵U + neutron → fission Products + energy + 2.43 neutrons

تبين الصورة 1 ‏- 1 ‏النواتج المتشكلة من قذف اليورانيوم ²³⁵ بالنيوترونات البطيئة والسريعة . وهذا ما يشتهر تحت اسم منحنى " سنام الجمل " .

‏مستويات طاقة النيوترونات التي تتحرر بالانشطار عالية ( نيوترونات سريعة ) ويمكن ان تتفاعل في مفاعلات سريعة ، ولكن معظم المفاعلات تحتاج الى ابطاء سرعتها الى السرعات الحرارية قبل امكانية احتجازها ( اي تفاعلها مع) اليورانيوم ²³⁵ . تنجز عملية الابطاء بواسطة اصطدامات مرنة متكررة مع ما يعرف بمهدئات النيوترونات moderators ، وهي مواد كالكربون ، او H2O ، او D2O التي تمتص قليلا من النيوترونات لكنها تسمح بالاصطدامات المرنة . ونحتاج لإكمال التفاعل التسلسلي الى نيوترونا واحدا من نيوترونات 2.43 ‏نيوترونا منطلق ، وقد تسبب النيوترونات الاخرى تفاعلات نووية اخرى او انها تفقد عن طريق التسرب او تحتجز من قبل عناصر في المفاعل.

يحتوي اليورانيوم الموجود في الطبيعة على يورانيوم ²³⁵ 0.71 % فقط ، والباقي هو يورانيوم ²³⁸ . ولمساعدة التفاعل التسلسلي والحصول على طاقة صالحة للاستعمال ، يتم زيادة محتوى اليورانيوم ²³⁵ عن طريق فصل النظائر وتركيزها . لا يمكن لليورانيوم الطبيعي غير المهدأ ان يدعم التفاعل التسلسلي .

‏الصورة 1 ‏- 1 ‏. مردود ناتج انشطار اليورانيوم ²³⁵ مقابل العدد الكتلي .

‏والتخصيب باليورانيوم ²³⁵ ينقص من حجم المفاعل ويطيل الفترة بين استبدالات الوقود. لا تنشطر ( تنصهر ) نظائر اليورانيوم والثوريوم ، اليورانيوم ²³⁸ والثوريوم ²³² ، عند امتصاص النيوترونات ، بل تشكل عناصر اخرى تخضع لانحلال سريع وعفوي لإنتاج نظائر قابلة للانشطار، وهكذا تصلح للاستعمال في انتاج القدرة . وفيما يلى التفاعلات : 

تدعى النظائر اللا انشطارية التي تقبل التحول الى مواد انشطارية بالمواد الخصبة . و تركيب هذه العناصر والعناصر الاخرى الثقيلة اي العناصر ما وراء اليورانيوم ، يعتبر على صعيد واسع تطورا علميا هاما . نصف عمر البلوتونيوم PU ‏طويل ( 24000 ‏سنة ) وهو مهم جدا لأنه يحمل مقطعا عرضانيا واسعا ( القدرة على الامتصاص ) فيما يخص النيوترونات وكتلة صغيرة حرجة من اجل سرعة الانشطار ، وهي الخواص المرغوبة في الاستخدامات العسكرية .

‏ان المصنع الواقع على نهر سافانا ، في كارولاينا الجنوبية ، هو الوسيلة الرئيسية لتصنيع البلوتونيوم لك غرض العسكرية في الولايات المتحدة ‏. وبجري انتاج البلوتونيوم للوقود كناتج ثانوي من مفاعلات القدرة المهداة بالماء .

مواضيع ذات صلة

صناعة حمض الكبريتيك

تركيب حامض الكبريتوز

كلوريد الثيونيل Thionyl Chloride

حامض الكبريتوز: Sulphureous Acid

مركبات الكبريت مع الأكسجين

مركبات الكبريت مع الهيدروجين

الكبريت الغروي

الحصول على الكبريت من المناجم Sulphur Mining

الأشكال التأصلية للكبريت

الاختبارات الخاصة للورق

تحويل اللب إلى ورق

صناعة الورق