DOSSIER: Energjia berthamore (pjesa e dyte)

Posted on Qershor 6, 2008 nga

0



Cikli i uraniumit

Nxjerrja e mineralit

yellowcake Nxjerrja e uraniumit lejon te merren resurset e nevojshme per prodhimin e lendes se pare qe do te perdoret ne centralin berthamor. Gjate nje faze te pare nxirret minerali i uraniumit, i cili permban nga 1 deri ne 200 kg uranium per cdo ton mineral. Minerali i nxjerre perpunohet gjate nje faze te dyte per te dhene nje pluhuri ngjyre te verdhe e quajtur yellowcake, i cili nuk tretet ne uje dhe shkrin ne rreth 2800 grade C. Perqendrimi i uraniumit (i ndodhur nen formen e U3O8) ne kete lende eshte rreth 750 kg uranium per ton. Vendet kryesore te prodhimit te yellowcake jane Kanadaja dhe Australia.
Per tu mundesuar pasurimi i uraniumit, duhet qe U3O8 te kthehet ne formen e hekzafluorurit te uraniumit UF6, qe eshte nje lidhje e 6 atomeve fluor me nje atom uranium. Ky eshte nje tjeter proces mjaft i komplikuar qe per momentin kryhet vetem ne 12 vende ne bote: Kanada, France, Rusi, Britani e Madhe, SHBA, Argjentine, Brazil, Kine, Republika e Korese, Pakistan, Japoni dhe Iran.

Pasurimi i uraniumit

  • Cfare eshte pasurimi i uraniumit?

Pasurimi i uraniumit eshte nje proces qe ka si qellim te shtoje numrin e izotopeve U235 ne nje kallep uraniumi. Uraniumi i gjendur ne natyre permban rreth 0,7% izotope U235. Ne menyre qe nje sasi uraniumi te jete e u235perdorshme per qellimi civile ose ushtarake duhet qe dendesia e ketyre izotopeve te jete nga 0,9-85% sipas llojit te perdorimit. Keshtu, disa centrale berthamore perdorin uranium te pasuruar ne nivelet 0,9-2%, nendeteset ushtarake me motor berthamor perdorin uranium ne nivele pasurimi 50-90%(figure), Little Boy, bomba e hedhur ne Hiroshima, permbante 50 kg uranium te pasuruar ne nivel 89%, dhe 14 kg ne nivel 50%, per nje mesatare prej 80% U235/ kg uranium.
Pasurimi eshte nje proces jo- njetrajtesisht i komplikuar. Keshtu eshte shume me e veshtire te kalohet nga 0,7% ne 4% sesa te kalohet nga 4% ne 80%. Prej nga mundesia e cdo vendi qe pasuron uraniumin per qellime civile te kaloje ne perdorime ushtarake, dhe shqetesimi nderkombetar per procesin e pasurimit te uraniumit ne Iran. (Sipas te dhenave Irani eshte ne gjendje per momentin te pasuroje uranium deri ne 3,5%)

  • Cfare jane izotopet dhe perse duhen me shume izotope U235 se normalja?

Atomi eshte i perbere nga elektronet qe formojne rene elektronike dhe berthama e perbere nga protonet dhe neutronet. Ne gjendje normale ne natyre shumica e atomeve eshte e perbere nga nje berthame qe permban nje numer te caktuar protonesh dhe neutronesh. Megjithate, sipas elementeve kimike ne perqindje te caktuara ndodhen edhe atome, ne te cilat numri i neutroneve ndryshon nga numri “normal” i neutroneve. Keto atome quhen izotope te nje elementi. Izotopet kane te njejtat cilesi kimike si edhe atomet ‘normale’, eshte e pamundur te ndash kimikisht 2 sasi lende te perbera nga izotope te ndryshem te te njejtit element. Duke qene se ne berthamen e nje izotopi, numri i neutroneve dhe protoneve eshte i ndryshem, normalisht edhe pesha e atomit perkates do te jete e ndryshme, sipas rasteve nje izotop do te jete me i rende se atomi normal kur ne berthame ndodhen me shume neutrone dhe me i lehte kur ndodhen me pak. Emrin izotopi e merr nga masa e tij, pra nga numri i atomeve plus numrin e protoneve, U235 permban 92 protone dhe 143 neutrone (92+143=235) ndersa U238 permban 92 protone dhe 146 neutrone (92+146=238).
Ne menyre qe nje reaksion berthamor fisioni te ndodhe, nevojitet qe atomet e uraniumit te goditen nga neutrone dhe te shperbehen duke leshuar neutrone te tjere dhe energji (shih rubriken perkatese). Qe ky reaksion te kthehet ne nje reaksion zinxhir, pra te prodhohet vazhdimisht energji, nevojitet qe atomet qe goditen te shperbehen dhe te leshojne neutrone te tjere dhe energji. U238, atomet e uraniumit te ndodhur me me shumice ne natyre, nuk jane te ashtuquajtura “fisionuese” ose “fisile”, qe do te thote se ne qofte se goditen nga nje neutron nuk shperbehen (pervec rasteve kur goditen nga neutrone me shpejtesi shume te madhe) por kthehen ne U239 ‘izitop’ i paqendrueshem i cili kthehet menjehere ne Neptunium 239. Vetem atomet e U235 shperbehen gjate goditjes se nje neutroni duke formuar Kriptium (Kr92) dhe Barium (Ba141) dhe duke cliruar edhe 2-3 (mesatarisht 2,4) neutrone te tjere qe do te shkojne te godasin atome te tjere U235.
Ne qofte se sasia e U235 eshte me e vogel se 0,9% atehere neutronet e cliruara do te “gelltiten” nga U238 dhe reaksioni zinxhir nuk do te zhvillohet. Thuhet se masa e U235 ishte nen masen kritike. Ne rast te kundert probabiliteti qe neutronet te godasin atome te tjera U235 dhe te mos “gelltiten” nga U238 rritet se tepermi, dhe ndodh reaksioni zinxhir, qe eshte i kontrolluar ne centralet berthamore, dhe qe shkon deri ne fund ne bombat nukleare. Ne kete rast thuhet se masa e U235 ishte mbi masen kritike.

  • Si vecohet U235?

Procesi i vecimit te U235 eshte nje proces qe bazohet ne nje princip mjaft te thjeshte. Duke qene se U235 ka me pak neutrone ne berthame se U238 ky i fundit ka nje mase me te madhe se izotopi fisil U235 (quhen izotope fisile ata qe mund te hyjne ne reaksione berthamore fisioni). Fale mases me te madhe U238 ka dhe nje inertesi me te madhe. Duke vendosur uraniumin ne centrifuga te fuqishme izotopet me masa te ndryshme vecohen nga njeri tjetri, dhe izotopet me te rende ‘zhvendosen‘ ne periferi, ndersa ata me te lehtet pra edhe U235 pozicionohen ne qender . (Procesi ka te njejtin parim si dhe centrifuga e lavatrices, e cila shfrytezon faktin se uji eshte me i rende se veshjet per ta vecuar dhe nxjerre jashte kete te fundit ne menyre qe teshat te jene « gjysem te thata ».)
Ultracentrifugimi eshte procesi me i perdorur sot per pasurimin e uraniumit per shkak te principit te tij te thjeshte dhe te kostos relativisht te ulet. Ekzistojne edhe procese te tjera pasurimi uraniumi si per shembull : ndarja termike, ndarja elektromagnetike, ndarja me lazer dhe nje sere procesesh te tjere me te komplikuar.

.                               .

[1]-Credit:U235-80%. Burimi: Wikipedia. Leshohet nen GNU Free Documentation License