من خام اليورانيوم إلى وقود المفاعل

من خام اليورانيوم إلى وقود المفاعل

 يتم تعدين خام اليورانيوم (استخراجه من الأرض) بطريقتين إما عن طريق شق المناجم التحت سطحية أو المناجم المكشوفة وهذا يعتمد على عمق الخام وطريقة تواجده. بعد تعدين الخام يتم تكسيره وطحنه، وبعد ذلك يتم معالجته بالحامض لإذابة اليورانيوم ثم استرجاعه بعد ذلك من المحلول. ويمكن تعدين اليورانيوم بطريقة استخلاصه في مكان تواجده  ISL ، حيث يتم إذابته من الخام وهو في مكانه الأصلي ثم يرفع بواسطة طلمبات إلى السطح. والمنتج النهائي من عملية مراحل المنجم والمصنع آو الاستخلاص  المكانى ISL  هو ركاز اليورانيوم أكسيد (U3O8 ) ، وهذه هي الحالة التى يباع اليورانيوم عليها، وقبل أن يستخدم هذا المنتج في مفاعلات إنتاج الكهرباء فانه يمر بعدة عمليات حتى يكون صالحا للاستخدام كوقود في المفاعلات.

وفى معظم دول العالم فان الخطوة التالية لعمل وقودا يصلح للاستخدام هو تحويل أكسيد اليورانيوم إلي غاز سادس فلوريد اليورانيوم   UF6 والذي يجعله قابلا للإثراء الذي يتم فيه زيادة نسبة اليورانيوم 235 من مستوى وجوده في الطبيعية 7,.%إلى 3-4 %.  وهذه العملية ترفع الكفاءة الفنية في تصميم المفاعل وتشغيله وخاصة المفاعلات الكبيرة ويسمح باستخدام الماء العادي كمهدى. بعد عملية الإثراء ، يتم تحويل سادس فلوريد اليورانيوم  UF6  إلى أكسيد اليورانيوم UO2 والذي يكون أقراص الوقود، وتوضع هذه الأقراص في داخل أنابيب رقيقة من الفلز والتى ترتب على هيئة حزم من الوقود النووي الذي يوضع في لب المفاعل (1) (شكل 1-5) .

  أما عن المفاعلات التى تستخدم اليورانيوم الطبيعي كوقود لها ومن ثم فإنها تحتاج جرافيت أو ماء ثقيل كمهدى فان ركاز ثامن أكسيد اليورانيوم  U3O8 يحتاج ببساطة إلى تكريره وتحويله مباشرة إلى أكسيد اليورانيوم UO2.

أما بالنسبة للوقود المستنفذ فانه يرفع من المفاعل ويتم تخزينه (شكل 1-6)، تمهيدا لتدويره للاستخدام مرة ثانية أو تخزينه في باطن الأرض، علما بان هناك العديد من دراسات خاصة بإدارة المخلفات الإشعاعية طبقا لمستوياتها الإشعاعية.