همه چيز درباره كيك زرد

كيك زرد يا Yellowcake كه بنام اورانيا (Urania) هم شناخته مي شود در واقع خاك معدني اورانيوم است كه پس از طي مراحل تصفيه و پردازشهاي لازم از سنگ معدني آن تهيه مي شود. تهيه اين ماده به منزله رسيدن به بخش مياني از مراحل مختلف تصفيه سنگ معدن اورانيوم است و بايد توجه داشت كه فاصله بسيار زيادي براي استفاده در يك بمب اتمي دارد.
روش تهيه كيك زرد كاملآ به نوع سنگ معدن بدست آمده بستگي دارد، اما بطور معمول از طريق آسياب كردن و انجام پردازش هاي شيمايي بر روي سنگ معدن اورانيوم، پودر زبر و زرد رنگي بدست مي آيد كه قابليت حل شدن در آب را ندارد و حدود ۸۰% غلظت اكسيد اورانيوم آن خواهد بود. اين پودر در دمايي معادل ۲۸۷۸ درجه سانتيگراد ذوب مي شود.

در ابتدا سنگ معدن توسط دستگاههاي مخصوصي خرد شده آسياب مي شود و پس از آن براي جدا سازي اورانيم و بالا بردن خلوص خاك سنگ، آنرا در حمامي از اسيد سولفوريك، آلكالاين و يا پراكسيد مي خوابانند، اين عمل براي بدست آوردن اورانيوم خالص تر صورت مي گيرد.
پس از اين محصول بدست آمده را خشك و فيلتر مي كنند و نتيجه آن چيزي خواهد شد كه به كيك زرد معروف است. امروزه روشهاي جديدي براي تهيه اين پودر اورانيوم وجود دارد كه محصول آنها بيشتر از آنكه زرد باشد به قهوه اي و سياه نزديك است، در واقع رنگ ماده بدست آمده به ميزان وجود ناخالصي ها در اين پودر دارد.
نهادن اين نام بر روي اين محصول به گذشته بر مي گردد كه كيفيت روشهاي خالص سازي سنگ معدن مناسب نبود و ماده بدست آمده زرد رنگ بود.

قسمت بيشتر كيك زرد (معادل ۷۰-۹۰ درصد وزني) شامل اكسيد هاي اورانيوم با فرمول شيميايي U۳O۸ - و يا ساير اكسيد ها - است، و مابقي آن از ديگر موادي تشكيل شده است كه مهمترين آنها عبارتند از :
- هيدراكسيد اورانيوم با فرمول شيمايي UO۲(OH)۲ يا UO۲)۲(OH)۲) كه در صنايع ساخت شيشه و سراميك از آن استفاده مي شود. اين ماده تشعشع راديو اكتيو دارد و بايد تحت شرايط خاصي نگهداري و حمل شود.
- سولفات اورانيوم با فرمول شيميايي (U۰۲S۰۴) كه ماده اي بي بود با رنگ زرد ليمويي است.
- اكسيد اورانيوم زرد (يا اورانيت سديم) با فرمول شيميايي Na۲O (UO۳)۲.۶H۲O كه ماده اي با رنگ زرد - نارنجي است.
- پراكسيد اورانيوم با فرمول شيميايي UO۴•nH۲O با رنگ زرد كم رنگ.
يكي از كاربردهاي كيك زرد تهيه هگزا فلورايد اورانيوم است. اين گاز در حالت عادي حدود ۰.۷ درصد شامل ايزوتوپ ۲۳۵ است و مابقي آن ايزوتوپ ۲۳۸ است. در مرحله غني سازي درصد U-۲۳۵ به حدود ۳.۵ يا حتي بيشتر افزايش داده مي شود.

كيك زرد عمومآ براي تهيه سوخت رآكتورهاي هسته اي بكار برده مي شود، در واقع اين ماده است كه پس از انجام پردازشهايي به UO۲ تبديل شده براي استفاده در ميله هاي سوختي بكار برده مي شود.
اين ماده همچنين ميتواند براي غني سازي تبديل به گاز هگزا فلورايد اورانيوم يا UF۶ تبديل شود، چرا كه در اينصورت مي تواند چگالي ايزوتوپهاي اورانيوم ۲۳۵ را در آن افزايش داد.
در هر صورت كيك زرد در اغلب كشورهايي كه معادن طبيعي اورانيوم دارند تهيه مي شود و توليد اين ماده مشكل خاصي ندارد و بطور متوسط سالانه ۶۴ هزار تن از اين ماده در جهان توليد مي شود.
كانادا يكي از توليد كنندگان اين ماده است، اين كشور داراي معادني است كه خلوص سنگ اورانيوم آنها به ۲۰% هم مي رسد، در آسيا نيز كشوري مانند قزاقستان داراي صنايع بزرگ توليد اين پودر است.
قيمت اين پودر در بازارهاي بين المللي چيزي حدود ۲۵ دلار براي هر كيلو است.
منبع: http://www.academist.ir