اورانیم
Uranium
سوخت نیروگاه هستهای؛ اورانیم ضعیفشده بهعنوان وزنه.
معرفی
اورانیم چگالترین عنصر طبیعیِ در دسترس صنعت است (۱۹٫۱ گرم بر سانتیمتر مکعب — بیش از سرب) و در قالب اورانیم ضعیفشده، بهعنوان وزنهی تعادل و سپر پرتو به کار میرود.
ساختار بلوری و کریستالوگرافی
اورانیم سه فاز بلوری دارد: α (ارتورومبیک، تا ۶۶۸°C)، β (تتراگونال) و γ (BCC). فاز α ساختار لایهای عجیبی دارد که باعث میشود اورانیم فلزی بسیار ناهمسانگرد باشد و در چرخهی حرارتی، تغییر شکل دائمی بدهد — دردسر بزرگ سوخت فلزی راکتور.
فازها و آلوتروپها
ریختشناسی و شکل عرضه
قرصهای سرامیکی UO₂ زینترشده — و اینجا مهندسی سرامیک و نسوز مستقیماً وارد صنعت هستهای میشود.
ترکیبات مهم
| فرمول | نام | اهمیت |
|---|---|---|
| UO₂ | دیاکسید اورانیم | سوخت استاندارد نیروگاه؛ سرامیک زینترشده. |
| UF₆ | هگزافلوئورید اورانیم | گاز غنیسازی. |
ایزوتوپها
²³⁸U (۹۹٫۳٪) و ²³⁵U (۰٫۷٪). تنها ²³⁵U با نوترون حرارتی شکافتپذیر است — و کل صنعت غنیسازی برای بالا بردن همین ۰٫۷ درصد وجود دارد.
نقش در صنایع دیرگداز و فرآیندی
سوخت هستهای در واقع یک محصول سرامیکی است: پودر UO₂ پرس و زینتر میشود، دقیقاً مانند یک قطعهی نسوز. چگالی، تخلخل و اندازهی دانهی آن، همان پارامترهاییاند که در کنترل کیفیت نسوز میسنجیم.