ما هو اليورانيوم؟
اليورانيوم هو عنصر كيميائي يرمز له بحرف U وعدده الذري هو 92. وهو فلز لونه أبيض يميل إلى الفضي يقع ضمن سلسلة الأكتينيدات في الجدول الدوري. تبدو القطعة الصافية منه قريبة من معدن الفضة أو الفولاذ ولكنها ثقيلة جداً نسبة إلى حجمها. تحوي ذرة اليورانيوم 92 بروتون و92 إلكترون، منها 6 إلكترونات تقع في أغلفة التكافؤ. يعتبر اليورانيوم عنصرًا متحللاً ذو نشاط إشعاعي واهن؛ وذلك لأن كل نظائره غير مستقرة في الطبيعة (تتراوح فترة عمر النصف لنظائر اليورانيوم الطبيعية الستة بين 69 سنة و4.5 مليار سنة، بدءًا من يورانيوم-233 وحتى يورانيوم-238). أكثر نظائر اليورانيوم شيوعًا هو يورانيوم-238 (الذي يحوي 146 نيوترون ويمثل ما يقرب من 99.3٪ من اليورانيوم المتواجد في الطبيعة) ويورانيوم-235 (الذي يحوي 143 نيوترونًا، وهو يمثل 0.7٪ وهى النسبة المتبقية من العنصر الطبيعي). يحتل اليورانيوم المركز الثاني بعد البلوتونيوم [1] في العناصر ذات الكتلة الذرية الأعلى (أو الأثقل وزنًا) والتي تواجدت في الطبيعة بصورة ابتدائية. وتبلغ كثافة اليورانيوم نحو 19.1 جرام/سنتيمتر مكعب في درجة حرارة الغرفة، أي أن 1 متر مكعب من اليورانيوم يزن نحو 19.1 طنا، وهو بذلك أعلى كثافة من الرصاص بحوالي 70٪، ولكنه أقل بقليل من الذهب أو التنغستن. يتواجد اليورانيوم طبيعيًا تكون بتركيزات منخفضة في التراب والصخور والماء تصل لبضعة أجزاء لكل مليون، ويتم استخلاصه تجاريًا من المعادن الحاوية له مثل اليورانينيت.
يتكون اليورانيوم الطبيعي من ثلاثة نظائر رئيسية، يورانيوم-238 (99.2739–99.2752%) وفرة طبيعية، يورانيوم-235 (0.7198–0.7202%)، ويورانيوم-234 (0.0050–0.0059%). كل النظائر الثلاثة هي نشاط إشعاعي، مما ينشئ النظائر المشعة، حيث يكون اليورانيوم-238 هو المستقر والأكثر وفرة والذي له عمر النصف 4.4683 سنة (المقترب من عمر الأرض). اليورانيوم-238 هو باعث α، ويتحلل من خلال سلسلة اليورانيوم المكونة من 18 عضوا من الرصاص-206. سلسلة اضمحلال اليورانيوم-235 (التي تسمى تاريخيا اليورانيوم أكتينو) لديها 15 عضوا ينتهي بالرصاص-207. معدلات ثابتة من الاضمحلال في هذه السلسلة تجعل المقارنة بين نسب النظائر الأم والنظائر المتولدة مفيدة في عناصر التعارف الإشعاعي. اليورانيوم-233 مصنوع من الثوريوم-232 بالقصف النيوتروني. إن نظير اليورانيوم 235 مهم لكل من المفاعل النووي و السلاح النووي لأنه النظير الوحيد الموجود في الطبيعة بحد ملموس وهو الانشطار، أي يمكن فصلها عن طريق النيوترونات الحرارية. كما أن نظير اليورانيوم-238 مهم أيضا لأنه يمتص النيوترونات لإنتاج نظائر مشعة تتلاشى بعد ذلك إلى نظائر البلوتونيوم-239، وهو أيضا مادة انشطارية.