Όταν οι περισσότεροι άνθρωποι ακούν τη λέξη ουράνιο, σκέφτονται σύννεφα μανιταριών, αντιπαραθέσεις του Ψυχρού Πολέμου ή τις λαμπερές πράσινες ράβδους από την επιστημονική φαντασία.
Tι σημαίνει ο εμπλουτισμός του ουρανίου;
Το ουράνιο επανήλθε στο παγκόσμιο προσκήνιο τον Ιούνιο του 2025, όταν οι ΗΠΑ εξαπέλυσαν στρατιωτικές επιθέσεις σε τοποθεσίες στο Ιράν που πιστεύεται ότι φιλοξενούν ουράνιο υψηλού εμπλουτισμού, μια κίνηση που αναζωπύρωσε επείγουσες συζητήσεις σχετικά με τον πυρηνικό πολλαπλασιασμό. Πολλοί τίτλοι έχουν αναφέρει τον εμπλουτισμό ουρανίου κατά 60% από το Ιράν, αλλά τι σημαίνει αυτό πραγματικά;
Το ουράνιο κατέχει την 92η θέση στον περιοδικό πίνακα και είναι ένα ραδιενεργό, μεταλλικό στοιχείο. Η ραδιενέργεια είναι μια φυσική διαδικασία όπου ορισμένα άτομα - όπως το ουράνιο, το θόριο και το ράδιο - διασπώνται μόνα τους, απελευθερώνοντας ενέργεια.
Ο Γερμανός χημικός Μάρτιν Χάινριχ Κλάπροθ αναγνώρισε αρχικά το ουράνιο το 1789 και το ονόμασε από τον νεοανακαλυφθέντα πλανήτη Ουρανό. Ωστόσο, η δύναμή του δεν ξεκλειδώθηκε μέχρι τον 20ό αιώνα, όταν οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα άτομα ουρανίου μπορούσαν να διασπαστούν μέσω μιας διαδικασίας γνωστής ως πυρηνική σχάση. Στη σχάση, ο πυρήνας του ατόμου διασπάται σε δύο ή περισσότερους πυρήνες, γεγονός που απελευθερώνει μεγάλες ποσότητες ενέργειας.
Το ουράνιο βρίσκεται σχεδόν παντού. Βρίσκεται σε βράχους, έδαφος και νερό. Υπάρχουν ακόμη και ίχνη ουρανίου σε φυτά και ζώα - αν και σε μικρές ποσότητες. Το μεγαλύτερο μέρος του βρίσκεται στον φλοιό της Γης, όπου εξορύσσεται και συμπυκνώνεται για να αυξηθεί η ποσότητα της πιο χρήσιμης ραδιενεργού μορφής του, του ουρανίου-235.
Το δίλημμα εμπλουτισμού του ουρανίου
Το ουράνιο-235 είναι ένα ισότοπο του ουρανίου, το οποίο είναι μια εκδοχή ενός στοιχείου που έχει την ίδια βασική ταυτότητα αλλά ζυγίζει λίγο περισσότερο ή λιγότερο. Σκεφτείτε μήλα από το ίδιο δέντρο. Μερικά είναι μεγάλα και μερικά μικρά, αλλά είναι όλα μήλα - παρόλο που έχουν ελαφρώς διαφορετικά βάρη. Βασικά, ένα ισότοπο είναι το ίδιο στοιχείο αλλά με διαφορετική μάζα.
Το μη επεξεργασμένο ουράνιο είναι ως επί το πλείστον ουράνιο-238. Περιέχει μόνο περίπου 0,7% ουράνιο-235, το ισότοπο που επιτρέπει την μεγαλύτερη πυρηνική σχάση. Έτσι, η διαδικασία εμπλουτισμού συγκεντρώνει ουράνιο-235.
Ο εμπλουτισμός μπορεί να κάνει το ουράνιο πιο χρήσιμο για την ανάπτυξη πυρηνικών όπλων, καθώς το φυσικό ουράνιο δεν έχει αρκετό ουράνιο-235 για να λειτουργήσει καλά σε αντιδραστήρες ή όπλα. Η διαδικασία συνήθως περιλαμβάνει τρία βήματα. Οι φυγοκεντρητές περιστρέφουν το ουράνιο για να διαχωρίσουν τα ισότοπά του.
Το πρώτο βήμα είναι η μετατροπή του ουρανίου σε αέριο, που ονομάζεται εξαφθοριούχο ουράνιο. Στο δεύτερο βήμα, το αέριο διοχετεύεται σε μια μηχανή που ονομάζεται φυγόκεντρος και περιστρέφεται πολύ γρήγορα. Επειδή το ουράνιο-235 είναι λίγο ελαφρύτερο από το ουράνιο-238, κινείται προς τα έξω πιο αργά όταν περιστρέφεται και τα δύο ισότοπα διαχωρίζονται. . Μία περιστροφή δεν κάνει μεγάλη διαφορά, επομένως το αέριο περιστρέφεται μέσω πολλών φυγοκεντρητών στη σειρά μέχρι να συμπυκνωθεί το ουράνιο-235.
Οι χρήσεις του ουρανίου
Το ουράνιο μπορεί συνήθως να τροφοδοτήσει πυρηνικούς σταθμούς και να παράγει ηλεκτρική ενέργεια όταν είναι εμπλουτισμένο κατά 3%-5%, που σημαίνει ότι το 3%-5% του ουρανίου είναι ουράνιο-235. Με εμπλουτισμό 20%, το ουράνιο-235 θεωρείται ουράνιο υψηλής εμπλουτισμού και το 90% ή υψηλότερο είναι γνωστό ως ουράνιο οπλικής ποιότητας.
Αυτό το υψηλής ποιότητας λειτουργεί σε πυρηνικά όπλα επειδή μπορεί να διατηρήσει μια γρήγορη, ανεξέλεγκτη αλυσιδωτή αντίδραση, η οποία απελευθερώνει μεγάλη ποσότητα ενέργειας σε σύγκριση με τα άλλα ισότοπα.
Αυτό το στοιχείο παίζει επίσης ζωτικό ρόλο στη σύγχρονη ζωή. Σε χαμηλά επίπεδα εμπλουτισμού, το ουράνιο τροφοδοτεί σχεδόν το 10% της παγκόσμιας ηλεκτρικής ενέργειας. Στις ΗΠΑ, πολλά πυρηνικά εργοστάσια λειτουργούν με καύσιμο ουράνιο, παράγοντας ενέργεια χωρίς άνθρακα. Επιπλέον, ορισμένες θεραπείες για τον καρκίνο και τεχνολογίες διαγνωστικής απεικόνισης αξιοποιούν το ουράνιο για τη θεραπεία ασθενειών.
Στη ναυτική τεχνολογία, τα πυρηνοκίνητα υποβρύχια και τα αεροπλανοφόρα βασίζονται στο εμπλουτισμένο ουράνιο για να λειτουργούν αθόρυβα και αποτελεσματικά για χρόνια.
Τελικά, η πραγματική δύναμη δεν έγκειται μόνο στην ενέργεια που απελευθερώνεται από το στοιχείο. Είναι στον τρόπο που οι άνθρωποι επιλέγουν να τη χρησιμοποιήσουν.
www.worldenergynews.gr
