ادامه …

(لکچرنوټ : دویمه برخه)

دجرمني هیواد، نېټه : ٢٧/٤/٢٠٠٨

سریزه :

داتومي پاتې شونوپه هکله ګرانولوستونکوته  په لومړۍ برخه کې بنسټيزعام مالومات وړاندې شو. په دویمه برخه کې  د مسلکي پوهانولپاره لږڅه تخنیکي اوفزیکي پوهنيزمالومات راغونډ شوي دي . دنوموړې موخې لپاره اړینه ده چې دیورانیوم  کان څخه دسوچه فلز دراایستلواواسطحصال کړنلاره ترڅیړنې لاندې ونیسو.

دهستوي وړانګوډولونه :

په یوه رادیواکتیوتجزیه کې داتوم هسته خپله زیاتۍ انرژي دالکترومقناطیسي وړانګو اوهستوي زروپه خپرولوسره   دلاسه ورکوی .  رادیواکتیو هستې دری ډوله هستوي  وړانګې خپروي . دغه وړانګې  دالفا )α( ،بیتا)β( اوګاما  ) γ (وړانګوپه نامه سره یادیږي .څرنګه چې نوموړې وړانګې داتوم هستې څخه دتجزيې په ترځ کې منځ ته راځي نوله  دې کبله دهستوي وړانګوپه نامه سره یادیږي .

الفاوړانګې –Rays) α ( :  په یوه رادیواکتیوتجزیه کې داتوم هستې څخه دهېلیوم اتوم (He-4) هسته خپریږي چې دوه نیوترونونه اودوه پروتونونه لري . دهېليوم اتوم هستې ته دالفا وړانګې ویل کیږي .
بېتا وړانګې  (β-Rays) :  په یوه رادیواکتیوتجزیه کې دهستې څخه یوالکترون خپريږي . په دغه کړنلاره کې دهستې یونیوترون په الکترون اوپروتون اوړی . دهستې څخه شيندل شووالکترونو ته بیتا وړانګې ویل کیږي چې دسرعت طیف يې دصفرنه دنورترسرعت (300 000km/s) پورې رسيږي .  
ګاما وړانګې (γ- Rays)  : کله چې یوه هسته خپله زیاتۍ انرژي دالفا ذرې اویا بیتا وړانګود خپرولوپه ډول د لاسه  ورکړي اوورپسې دتحریک په حالت کې پريوځي، نوپاتې شوې زیاتۍ برخه انرژي دګاما وړانګوپه ډول خپروي . ګاما وړانګې الکترومقناطیسي وړانګې دي چې دنورپه سرعت خوځيږي . دګاما په تجزیه کې داتوم هستې کتلې نمبر(Mass number) اودپروتونوشمیراویا په بله ژبه اتومي نمبر په خپل حال پاتې کیږي خوهسته دهیجاني حالت نه دانرژي يوه ټيټ  ثابت حالت ته را لويږي .
دپام وړ : داکتيويتي پخوانی  واحدکيوري  (Curie = Ci) نوميږي چې د ميرمنې ماري کيوري فرانسوۍ فزیک پوهې په وياړ ټاکل شوی وو  . د نړیوال واحدونو په سیستم  کې داکتیویتي  واحد بیکاریل ټاکل شوی دی  . یوبیکاریل  عبارت دی له یوتقسیم په ثانیه اویا په بله ژبه یوه هستوي تجزیه په یوه ثانیه کې اوداسې لیکل کیږي :  Bq = 1/s  . دبېکاریل اودکیوري ترمنځ لاندې اړیکې شتون لري  .

1 Curie (Ci)   = 100 Ci    = 3,7 × 1010 decay /second  
1 Curie (Ci) = 3,7 ×1010 Bq = 37 ×109 Bq = 37 GBq
يو بېکاريل   1 Bq مساوي دی له  يوه تجزيه په يوه ثانيه کې یانې  (1/S = 1S-1)
 
1gramm radium = 1 Curie (Ci) = 37 giga Bq = 37×109 Bq = 37 GBq
Tera Bq = 1012  Bq

Mega Bq = 1000 000 Bq = 106 Bq

نن ورځ په ډاگه شو ېده  چې طبیعي رادیواکتیویتي زموږ دځمکې دپيدايښت سره يوځای پیداشوي دي اودځمکې يوه برخه تشکیلوي  . په ځمکه کې ډیرې تیږې، معدني ډبرې، کانونه او رادیو اکتیوعنصرونه  شته دي چې طبیعي رادیواکتیویتي ښئي او طبیعي وړانگې خپروي  . زموږپه چاپېریال کې ، لکه کورونه، هوا، اوبه اوډوډی او نوروخوراکي شیانوکې هم طبیعي رادیواکتیومواد شتون لري  . همدالامل  دی چې د بدن په ډېروبرخو لکه هډوکو، غړو،  او نسجونوکې راديو اکتیومواد جذب (زبېښل) شوي دي اووړانگې حپروي  . په بدن کې پوتاسیوم (Potassium 40) ، کاربن څوارلس (Carbon 14) ، رادیوم دوه سوه شپږ ویښت (Radium 226)، يورانیوم دوه سوه اته دیرش  U238 اورادون غاز (Rn-220) هغه طبیعي رادیو اکتیو عنصرونه دي چې دنوروعنصرونو په پرتله په لوړه کچه پیدا کيږي  .

طبیعي اومصنوعي رادیواکتیو ایزوټوپونه دخوراک ، څښاک اوتنفس له لارې بدن ته ننوځي . دبیلګې په توګه یوځوان سړی چې  وزن يې اویاکیلوګرام  وي  په بدن کې لږڅه  نهه زره بیکاریل (9000 Bq = 9 kBq)  رادیواکتیوایزوټوپونه لري .  داپه دې مانا چې په یوه ثانیه کې نهه زره هستې چوي اودبدن حجروته هستوي وړانګې خپروي . هغه انرژي ډوزچې پښتورګوته دپولونیوم الفاوړانګو(α radiation)  یوبیکاریل اکتیویتي څخه وررسيږي دیوه ملي سیورت لسمه برخه تشکیلوي (0,1 mSv/Bq) . دنوموړي قیمت دپرتله کولولپاره دساري په توګه په یوه کال کې دطبیعي وړانګوڅخه ټول بدن ته لږڅه دوه ملي سیورت (2mSv)وړانګي رسیږي .
یوسیورت په بدن کې دهستوي وړانګوجزب شوې انرژي کچه راښيي. یوسیورت په يوه کيلوګرام نسجونوکې یوجول جزب شوې انرژي ته ویل کیږي . دغه څرګندونه داسې لیکو:      1 Sievert = 1Sv = 1 Joule/Kg)

دیورانیوم دراایستلو په کړنلاره کې  اتومي پاتې شونې :

لومړی :  د يورانیوم دراايستلو کړنلاره   (Mining) :

طبيعي يورانیوم په سوچه توگه په طبيعت کې نه پيدا کیږي، بلکې په کاني ډبروکې د يورانیوم اکسايد (U3O8)    مرکب په شکل موجود وي . کله چې نوموړی عنصر،ديورانیوم يوه کان څخه استخراج کيږي، نو په مرکب کې دسوچه يورانیوم برخه لږ څه صفر عشاريه  درې  په سل (0,3%) کې وي . دطبيعی يورانیوم مرکبات داکسايد په بڼه ډېر ډولونه لري . د بېلگې په ډول، لکه ناتريم يورانات، يورانیوم اکسايد، ماگنېزيم يورانات او امونيم ډي يورانات . په ١- شکل کې د طبيعي يورانیوم يوه کاني ډبره Pechblende) (  ښوول شو ېده .

( ١- شکل)

١- شکل : دښي اړخ نه کيڼ خواته : دطبیعي يورانیوم معدني ډبره (Pechblende ) ، دیورانيوم اکسايد(زيړرنگ) Yellow cake (U3O8) ، يورانيم ډي اکسايد (نصواري رنگ)، Urandioxid (UO2),، يورانيم تيترافلوراید   (شين رنگ)    ، Urantetrafluoride (UF4)      ، يورانيم هیکسافلوراید                        (سپين شفاف رنگ) ،Uranhexafluorid (UF6)         ،اخستنځی :    (Focus 101)

دويم : ديورانیوم اکسايد اوړه کول ) (Milling/Refining :

.  په ٢-  شکل کې دمعدني ډبروڅخه ديورانیوم فلزایستنې (Extraction) کیمیاوي کړنلاره ښوول شوې ده . ديورانیوم اکسايد معد ني ډ برې ديوې ژرندې په مرسته سره دومره کوچنی او ميده کيږي تر څو لکه د اوړو په شان په پو ډرو باندې واوړي . ديورانیوم دغه ډول کوچنۍ ذرې، چې دپوډربڼه لري، دقـلوي اويا تیزابي مرکباتو په مرسته سره، داوکسيديشنoxidation کونکومرکباتولکه(Na2ClO4) په گډون سره، دنوروموادو څخه بېليږي .همدارنګه دکیمیاوي کړنلارو لکه سلفوریک اسید (sulfuric acid )  په مرسته سره کولای شوچې یورانیوم دنورومینرالونو،معدني  ډبرو اوفلزاتوڅخه بیل کړو.  دغه ډول اوړه شوي يورانیوم ته د زيړ کیک (Yellow Cake) نوم ورکړشوی دی اوکیمیاوي فرمول  يې په U3O8  ليکل کيږي . دیادولووړده چې دطبیعي یورانیوم نوموړی زيړ کیک لاتر اوسه هم ددې وړتیا نه لري چې په  هستوي بټۍ کې ورڅخه ګټه پورته شي بلکې  دمخه تردې ضرورده چې  په یورانیوم هیکسافلوراید واړول شي .

درېيم : يورانیوم هېکسا فلورايد (UF6)  (Uranium hexafluoride) :
دچاودیدونکي یورانیوم دوه سوه پینځه دیرش دبډاې کولوپه موخه لومړی باید زيړ کیک U3O8 د يورانیوم هېکسا فلورايد (UF6) په غازواړول شي ،يورانیوم هېکسا فلورايد په  عادي تودوخی او فشار  کې  یو پودر شکله جامد شکل لري، چې کثافت يې لږ څه پينځه گرام په يوه سانتي متر مکعب کې دی(5g/cm3) . دتودوخی په څه ناڅه    شپږ پينځوس درجه د سانتي گراد 56, 4 °C کې د جامد حالت څخه سم سيخ په غازشکله حالت باندې اوړي . نوموړی غازيوخوا ډېر سخت راديو اکتيو اوبلخوا کيمیاوي ډېر‌ زهرجن خاصيت لري . نوکله چې  تنفس شی د سږو او پښتورگو لپاره ډېر زيان رسوي .

ديورانیوم دبډای کولو لپاره اړين ده چې لومړی جامد يورانیوم اکسايد يانې زيړ کيک (U3O8) د يو لړفزیکي او کيمياوي کړنلارودمعدني ډبروڅخه بیل شي اوپه اخېر کې ديورانیوم هېکسا فلورايد په غاز باندې و اړول شي . دغه کړنلاره په لا ندې ډول تر سره کيږي .

 

٢- شکل : دیورانیوم معدني ډبروO3) (U څخه دسوچه یورانیوم فلز(U)  دترلاسه کولوکیماوي کړنلاره ښوول شوې ده . اخیستنځی : http://www.gsi.de/

په لومړي پړاوکې دیورانیوم معدني ډبرې  کوچنی ټوټې کیږي اوبیا د اوړوپه شان میده کیږي .  نوموړی میده زيړ کېک دیوه اوکسیدان لکه  Na2ClO3    اویا Mno2  په شتون کې  دګوګړو تیزابو (H2SO4) په مرسته مینځل کیږي ترڅوپه  ډبرو کې یورانیوم،  دڅلورقیمته څخه شپږقیمته یورانیوم ته واړول شي . داکسیدیشن   (Oxidation)کړنلاره ځکه اړینه ده چې شپږقیمته یورانیوم، په ډبروکې دڅلورقیمته یورانیوم په پرتله په کیمیاوي مرکب اواوبو کې ډیر ښه حل کیږي . دغه وروستی کیمیاوي مرکب     UO2(SO4) دیورانول سلفات Uranylsulfat په نامه سره یادیږي. . دامونیاک   NH3 په ګډولوسره دیورانیوم فلز داوبه زڼ محلول څخه بیلیږي . وروسته له هغه څخه دامونيم هايدرواکسايد NH4OH سره گډيږي، تر څو امونيوم ډي اورانات=Ammonium Diuranate (NH4)2U2O7 باندې واوړي . دغه زیړکیک بیاوروسته په   نيتريک اسيد کې حل کيږي HNO3 او د يورانيول نيترات مرکب   = Uranyl Nitrate  UO2(NO3)2 ورڅخه لاس ته راځي. په اخېر کې نوموړی مرکب د هايدروجن مالېکول په مرسته سره، د ریدکشن کيمياوي پروسې لاندې نيول کيږي، ترڅوچې يو نسواري رنگه يورانیوم ډي اکساي (UO2) ورڅخه جوړشي . بیا په خپل وار سره  د هايدروفلوريک اسيد(HF= hydrofluoric acid) او د فلورين (F2 = fluorine)  په اکسا يديشن سره، لومړی (UF4) اوورپسې يورانیوم هېکسا قلورايد  (Uranium hexafluoride) لا س ته راځي . 

د يورانیوم هېکسا فلورایدسوچه غاز مرکب چې صفرعشاريه اوه په سلو کې 0,7 % د يورانیوم دوه سوه پينځه دېرش U235 او پا  تې برخه  يې یورانیوم دوه سوه اته دیرش U238  جوړوي، بيا په خپل وار سره د يوې ځانگړې ټکنالوژي په مر سته سره، چې ديورانیوم غاز سنتريفوگ په نامه سره ياديږي، دچاودېدونکې يورانیوم دوه سوه پينځه دېرش U235 برخه  ،د  درې  په سل (3 %) نه تر پينځه په سل پورې بډای کيږي .

په پايله کې د يورانیوم هېکسا فلورایدغاز، بيا په خپل وار سره ديورانیوم اکسايد (UO2) په يوه پودر اړول کيږي او دلوړ فشار، ټاکلي تودوخي اوځانگړې ټکنالوژي  په مرسته ، په ناڅاپې ډول سره  په لومړي پړاوکې دغاز څخه په جامد حالت، او بيا په دوهم پړاو کې د کوچنيوکروي شکله  ټوټو (Pellets) باندې اړول کیږي .       د چاو دېدونکي يورانیوم دوه سوه پينځه دیرش بډای شوې دغه غونډې ټوټې، په هستو ي بټيو کې د سونگ موادو په موخه کارول کيږي .

   ديورانیوم هېکسا فلورايدڅخه، په هستوي بټۍ لکه دسپکو اوبو بټۍ(Light Water Reactor) ، د خوټېدونکې اوبوبټۍ (Boiling water Reactors) اود لوړ فشاراوبوبټۍ (High Pressurized Water Reactors) کې ،دچاودېدونکو سونگ مواد و په موخه ، گټه اخېستل کيږي .

دیورانیوم دراایستلو په کړنلاره کې  اتومي پاتې شونې :
Nuclide رادیونوکلید	مخصوصه اکتیویتي	Mass of Nuclide درادیونوکلیدکتله	Activity اکتیویتي
Thorium توریوم	(40 Bq/kg)	12,000 kg	(52 GBq)
Potassium 40 پوتاشیوم	(400 Bq/kg)	2000 kg	(500 GBq)
Radium رادیوم	(48 Bq/kg)	1.7 g	(63 GBq)
Radon رادون	(10 kBq/m3)	11  g	(7.4 GBq)

(ددویمې برخې پای )

په درنښت

پوهنوال ډاکترنظرمحمد سلطانزی   (ځدراڼ)

اخذلیک :

http://www.ne.jp/asahi/mh/u/INSCAP/Radwaste.html
http://www.radioactivewaste.gov.au/Radiation_radioactive_waste
http://www.iaea.org/
http://www.bbc.co.uk
http://en.wikipedia.org/wiki/Radioactive_waste