مدیر ارشد رایشمند دوشنبه ۲۳ اسفند ۱۳۹۵ ۲ دقیقه مطالعه دسته‌ها: شیمی علم شیمی

کیک زرد؛ اکسید اورانیوم تغلیظ شده و کاربردهای آن

کیک زرد؛ ماده کلیدی در چرخه سوخت هسته‌ای

کیک زرد نامی است که به اکسید اورانیوم تغلیظ شده (U3O8) داده می‌شود. این ماده یکی از مراحل میانی در چرخه سوخت هسته‌ای است و نقش مهمی در تهیه اورانیوم غنی‌شده و سوخت رآکتورهای هسته‌ای دارد.

روش تهیه کیک زرد

خرد و آسیاب کردن سنگ معدن اورانیوم با دستگاه‌های مخصوص
قرار دادن خاک سنگ در حمام اسید سولفوریک، آلکالاین یا پراکسید برای جداسازی اورانیوم
افزایش خلوص اورانیوم و جداسازی ناخالصی‌ها
خشک‌سازی و فیلتر کردن محصول نهایی

نتیجه این فرآیند پودر جامدی است که به دلیل رنگ زرد اولیه آن «کیک زرد» نامیده شد. امروزه محصول به دست آمده ممکن است قهوه‌ای یا سیاه باشد که به میزان ناخالصی‌ها بستگی دارد.

ویژگی‌ها و ترکیبات کیک زرد

بخش عمده کیک زرد (۷۰ تا ۹۰ درصد وزنی) شامل اکسیدهای اورانیوم با فرمول U3O8 یا سایر اکسیدها است. ترکیبات دیگر عبارتند از:

نام ترکیب	فرمول شیمیایی	رنگ	کاربرد
هیدراکسید اورانیوم	UO2(OH)2 یا UO2)2(OH)2	زرد کم‌رنگ	صنایع شیشه و سرامیک؛ دارای خاصیت رادیواکتیو
سولفات اورانیوم	UO2SO4	زرد لیمویی	کاربردهای شیمیایی محدود؛ نیازمند نگهداری ایمن
اکسید اورانیوم زرد (اورانیت سدیم)	Na2O(UO3)2·6H2O	زرد-نارنجی	مرحله میانی در فرآوری سوخت هسته‌ای
پراکسید اورانیوم	UO4·nH2O	زرد کم‌رنگ	تهیه هگزا فلوراید اورانیوم (UF6) برای غنی‌سازی

کاربردهای کیک زرد

تبدیل به UO2 برای استفاده در میله‌های سوختی رآکتورهای هسته‌ای
تبدیل به گاز هگزا فلوراید اورانیوم (UF6) برای غنی‌سازی
مرحله واسط در چرخه سوخت هسته‌ای

اینفوگرافیک متنی چرخه سوخت هسته‌ای

🔹 سنگ معدن اورانیوم → استخراج و خردایش

🔹 فرآوری شیمیایی → تولید کیک زرد (U3O8)

🔹 تبدیل → هگزا فلوراید اورانیوم (UF6)

🔹 غنی‌سازی → افزایش درصد ایزوتوپ U-235

🔹 تبدیل نهایی → UO2 برای میله‌های سوختی

🔹 استفاده در رآکتور → تولید انرژی و برق

نکات علمی مهم

کیک زرد خاصیت رادیواکتیوی دارد و باید تحت شرایط ایمن نگهداری شود.
رنگ محصول به میزان ناخالصی‌ها بستگی دارد؛ از زرد تا قهوه‌ای و سیاه متغیر است.
در مرحله غنی‌سازی، درصد ایزوتوپ U-235 از حدود 0.7% به 3.5% یا بیشتر افزایش می‌یابد.
کیک زرد یکی از حلقه‌های اصلی چرخه سوخت هسته‌ای است که بدون آن تولید انرژی هسته‌ای ممکن نیست.