اليورانيوم الطبيعي

اليورانيوم الطبيعي ( NU أو U _nat ^{[ 1 ]} ) هو يورانيوم له نفس النسبة النظائرية الموجودة في الطبيعة. يحتوي على 0.711% من اليورانيوم-235 ، و99.284% من اليورانيوم-238 ، ونسبة ضئيلة من اليورانيوم-234 (0.0055%) من حيث الوزن. يأتي ما يقارب 2.2% من نشاطه الإشعاعي من اليورانيوم-235، و48.6% من اليورانيوم-238، و49.2% من اليورانيوم-234.

يمكن استخدام اليورانيوم الطبيعي كوقود للمفاعلات النووية ذات القدرة المنخفضة والعالية . تاريخيًا، كانت المفاعلات المُهدَّأة بالجرافيت والمفاعلات المُهدَّأة بالماء الثقيل تُغذَّى باليورانيوم الطبيعي في صورته المعدنية النقية (U) أو في صورة سيراميكية من ثاني أكسيد اليورانيوم (UO₂ ₎ . مع ذلك، أظهرت التجارب التي أُجريت على المفاعلات باستخدام أكسيد اليورانيوم الثلاثي (UO₃ ₎ وثماني أكسيد اليورانيوم الثلاثي (U₃O₈ _{) نتائج واعدة.} ^{[ ٢ ]}

إن نسبة 0.72% من اليورانيوم-235 غير كافية لإحداث تفاعل متسلسل حرج مستدام ذاتيًا في مفاعلات الماء الخفيف أو الأسلحة النووية ؛ إذ تتطلب هذه التطبيقات استخدام اليورانيوم المخصب . وتحتاج الأسلحة النووية إلى تركيز 90% من اليورانيوم-235، بينما تتطلب مفاعلات الماء الخفيف تركيزًا يقارب 3% من اليورانيوم-235. ^{[ 3 ]} ويُعد اليورانيوم الطبيعي غير المخصب وقودًا مناسبًا لمفاعل الماء الثقيل ، مثل مفاعل كاندو .

في حالات نادرة، في مراحل مبكرة من التاريخ الجيولوجي، عندما كان اليورانيوم-235 أكثر وفرة، وُجد أن خام اليورانيوم قد انخرط في انشطار طبيعي، مُشكلاً مفاعلات انشطار نووي طبيعية . يتحلل اليورانيوم-235 بمعدل أسرع ( عمر النصف 700 مليون سنة) مقارنةً باليورانيوم-238، الذي يتحلل ببطء شديد (عمر النصف 4.5 مليار سنة). لذلك، قبل مليار سنة، كان هناك أكثر من ضعف كمية اليورانيوم-235 الموجودة حاليًا.

خلال مشروع مانهاتن ، استُخدم اسم " توبالوي" للإشارة إلى اليورانيوم الطبيعي في حالته المكررة؛ ولا يزال هذا المصطلح يُستخدم أحيانًا. كما أُطلق على اليورانيوم اسم "إكس-ميتال" خلال الحرب العالمية الثانية. وبالمثل، كان يُشار إلى اليورانيوم المخصب باسم " أورالوي " ( سبيكة أوك ريدج )، وإلى اليورانيوم المستنفد باسم "ديبليتالوي " (سبيكة مستنفدة).

• قائمة مناجم اليورانيوم
• الهندسة النووية
• دورة الوقود النووي
• الفيزياء النووية
• الكيمياء النووية

• معايير التصميم لمفاعل نووي يعمل باليورانيوم الطبيعي، سي إم هوبر وآخرون ، ORNL/TM-2002/240، نوفمبر 2002.

• تطور دورات الوقود في مفاعلات كاندو