نگاهی به اورانیوم

اورانیوم، یکی از عناصر معمول روی زمین است که به هنگام شکل گیری سیاره زمین در چهار و نیم میلیارد سال پیش، در آن جای گرفته است. منشاء اورانیوم همانند دیگر عناصر سنگین تر از هیدروژن و هلیوم، هسته ستارگان است که طی فرآیندهای همجوشی هسته ای، از هسته های سبک‌تر تشکیل می‌شوند. هنگامی که ستارگان پر جرم پیر می‌شوند، طی انفجار ابرنواختری بخش بزرگی از ماده خود را به بیرون پرتاب می‌کنند و طی میلیون‌ها سال بعد، غبار و مواد پراکنده حاصل از انفجار به صورت یک ابر بزرگ جمع می‌شوند تا یک منظومه ستاره ای همانند منظومه شمسی ما ایجاد شود.

در میان ایزوتوپ های اورانیوم، اورانیوم 238 ( که از این پس آن را u-238 می‌خوانیم ) نیمه عمر بسیار طولانی، حدود 5/4 میلیارد سال دارد، بنابراین هنوز مقادیر بسیار زیادی از آن در زمین وجود دارد. 99% کل اورانیوم  زمین را u-238 تشکیل می‌دهد.

از 1 درصد باقیمانده، 7% سهم ایزوتوپ u-235 است که سه نوترون کمتر دارد و سهم ناچیزی به u-239 تعلق دارد. طی مراحل مختلفی از واپاشی های آلفا و بتا به ایزوتوپ پایداری از سرب تبدیل می‌شود و u-234، یکی از محصولات واسطه در این مراحل واپاشی است ونایاب بودن آن هم به همین دلیل است. ایزوتوپ اورانیوم 235 یا u-235، خصوصیت جالبی دارد که موجب می‌شود هم برای تولید انرژی هسته ای و هم تولید بمب هسته ای مفید باشد. در حالت طبیعی، u-235 با تابش ذرات آلفا واپاشی می‌کند و در موارد اندکی، شکافت خود به خودی صورت می‌دهد. اما نکته جالب این است که این ماده جزو معدود مواردی است که شکافت القا شده انجام می‌دهد. شکافت القا شده بدین صورت است که یک نوترون آزاد وارد هسته u-235 می‌شود، هسته نوترون را جذب می‌کند و به u-236 که ایزوتوپ بسیار ناپایداری است و به سرعت می‌شکند، تبدیل می شود.

نویسنده:ذوالفقار دانشی