ما هو الرقم الذري لليورانيوم؟
اليورانيوم 235 هو نظير لعنصر اليورانيوم -ذو العدد الذري رقم 92- ووزنه الذري 235.[1][2][3] يوجد اليورانيوم في الطبيعة في صورة نظيرين مشعين هما اليورانيوم-235 واليورانيوم-238 الذي له الوزن الذري 238. ونسبة تواجد اليورانيوم-235 في اليورانيوم الخام يعادل 0.7 %، أي من كل 1000 ذرة من ذرات اليورانيوم نجد 7 ذرات فقط لليورانيوم-235، والباقي، أي 993 ذرة لليورانيوم-238. وتتميز نواة اليورانيوم-235 بشراهة كبيرة للنيوترونات حيث تمتصها ويحدث بينهما تفاعل يؤدي إلى انشطار نواة اليورانيوم-235 إلى جزئين متساويين تقريباً، مكونة عناصر جديدة يكون عددها الذري نحو 46 وزنها الذري نحو117. وعندما تنشطر نواة اليورانيوم-235 ينطلق منها أيضا في المتوسط عدد 2 من النيوترونات، والتي قد تتفاعل مع نوايا أخرى من اليورانيوم-235 في تفاعل يسمى التفاعل المتسلسل.
اليورانيوم هو المادة الخام الأساسية للمشروعات النووية المدنية والعسكرية. ويستخلص من طبقات قريبة من سطح الأرض أو عن طريق التعدين من باطن الأرض. ورغم أن مادة اليورانيوم توجد بشكل طبيعي في أنحاء العالم، لكن القليل منه فقط يوجد بشكل مركز كخام. وحينما تنشطر ذرات معينة من اليورانيوم في تسلسل تفاعلي يسمى بالانشطار النووي.، ويحدث ببطء في المنشآت النووية، وبسرعة هائلة في حالة تفجير سلاح نووي. وينجم عن ذلك انطلاق للطاقة وفي الحالتين يتعين التحكم في الانشطار تحكما بالغا. ويكون الانشطار النووي في أفضل حالاته حينما يتم استخدام النظائر من اليورانيوم-235 (أو البلوتونيوم 239)، والمقصود بالنظائر هي الذرات ذات نفس الرقم الذري ولكن بعدد مختلف من النيوترونات. ويعرف اليورانيوم-235 بـالنظير الانشطاري لميله للانشطار محدثا تفاعلا تسلسليا، يطلق الطاقة في صورة حرارية. وحينما تنشطر نواة ذرة من اليورانيوم-235 فإنها تطلق نيوترونين أو ثلاث نيوترونات. وحينما تتواجد إلى جانبها ذرات أخرى من اليورانيوم-235 تصتدم بها تلك النيوترونات مما يؤدي لانشطار الذرات الأخرى، وبالتالي تنطلق نيوترونات أخرى. ولا يحدث التفاعل النووي إلا إذا توافر ما يكفي من ذرات اليورانيوم-235 بما يسمح بأن تستمر هذه العملية كتفاعل متسلسل يتواصل من تلقاء نفسه. أو ما يعرف بـالكتلة الحرجة. غير أن كل ألف ذرة من اليورانيوم الطبيعي تضم سبع ذرات فقط من اليورانيوم-235 القادرة على الانقسام. بينما تكون الذرات الأخرى الـ993 من اليورانيوم الأكثر كثافة ورقمه الذري يورانيوم-238 فلا تتميز بخاصية الإنقسام عند امتصاصها للنيوترون. ومفاعلات الماء الخفيف Light Water Reactors هي نوع من المفاعلات الانشطارية النووية The Nuclear Fission Reactors التي تستعمل في الولايات المتحدة الأمريكية وإنجلترا واليابان وفرنسا وألمانيا والصين وكندا وبلجيكا لتوليد القوي الكهربائية وتستخدم الماء العادي كوسيط في اتسخين الماء وتحويله إلى بخار عالي الضغط لتشغيل التوربينات لتوليد الكهرباء من المولدات. وهذا يتطلب تخصيب وقود اليورانيوم الخام Uranium Fuel Enrichment.