بر اساس برآوردهای اتحادیه دانشمندان آمریکایی و انجمن بین المللی کنترل تسلیحات ، اکنون 9 کشور دارای سلاح هسته ای هستند یا گمان می رود چنین تسلیحاتی در اختیار داشته باشند: آمریکا، روسیه، چین، فرانسه، بریتانیا، هند، پاکستان، کره شمالی و اسراییل.

سلاح های هسته ای علاوه بر موج انفجار و حرارت شدید، تشعشعاتی آزاد می کنند که می تواند باعث بیماری های خطرناک و مسمومیت پرتویی (رادیواکتیو) شود و آثار آن فراتر از لحظه انفجار ادامه یابد.

اما پیش از آنکه اورانیوم به ماده اصلی ساخت سلاح هسته ای تبدیل شود، چگونه کشف شد و کاربردهای غیرنظامی آن چیست؟

اورانیوم یک عنصر شیمیایی و فلزی سنگین است که رنگ سفید نقره ای دارد. نماد آن در جدول تناوبی U و عدد اتمی آن 92 است. این عنصر در طبیعت معمولا با غلظت کم در خاک، سنگ و آب یافت می شود و به صورت تجاری از سنگ های معدنی حاوی اورانیوم، مانند اورانینیت یا پیچ بلند، استخراج می شود.

اورانیوم خالص، فلزی سفید متمایل به نقره ای یا خاکستری-نقره ای است، اما سنگ های معدنی حاوی آن در طبیعت بسته به ترکیبات همراه، می توانند زرد، قهوه ای، سیاه یا سبز باشند.

سنگ معدن اورانیوم را می توان از معادن روباز یا زیرزمینی استخراج کرد. پس از استخراج، سنگ معدن را خرد و در کارخانه های ویژه فرآوری می کنند تا اورانیوم از دیگر مواد جدا شود. روش دیگری نیز با عنوان استخراج درجا وجود دارد که در آن محلولی به لایه های زیرزمینی تزریق می شود تا اورانیوم را حل کند و سپس این محلول برای فرآوری دوباره به سطح زمین بازگردانده می شود.

بر اساس اطلاعات وزارت انرژی آمریکا، اورانیوم استخراج شده معمولا به شکل کنسانتره اکسید اورانیوم ذخیره، معامله و فروخته می شود که به آن کیک زرد نیز گفته می شود.

اورانیوم چگالی بسیار بالایی دارد که در حدود 19 گرم در هر سانتی متر مکعب است و حدود 1/7 برابر از سرب سنگین تر است.

وب سایت انجمن جهانی هسته ای می گوید هرچند اورانیوم در منظومه شمسی عنصر فراوانی نیست، اما واپاشی رادیواکتیو آهسته آن، همراه با دیگر عناصر پرتوزا، بخشی مهم از گرمای درون زمین را تولید می کند؛ گرمایی که در حرکت صفحات تکتونیکی نقش دارد.

بر اساس همین منبع، تصور می شود اورانیوم پیش از شکل گیری زمین و در جریان انفجارهای عظیم ستاره ای موسوم به ابرنواختر یا سوپرنوا به وجود آمده و سپس وارد موادی شده که منظومه شمسی از آن ها شکل گرفته است.

در گذشته، اورانیوم عمدتا از طریق استخراج سنتی به دست می آمد و پس از خرد شدن سنگ معدن، فرآوری می شد. اما امروزه بخش بزرگی از تولید جهانی از طریق روش استخراج درجا انجام و در نهایت به کیک زرد تبدیل می شود که شکل تجاری رایج اورانیوم است.

مارتین هاینریش کلاپروت، شیمی دان آلمانی، نخستین کسی بود که در سال 1789 اورانیوم را شناسایی کرد. او هنگام بررسی و تحلیل نمونه هایی از سنگ پیچ بلند به این عنصر رسید که از معادن نقره منطقه یواخیمستال در پادشاهی سابق بوهم آمده بود؛ منطقه ای که اکنون بخشی از جمهوری چک است.

کلاپروت نتوانست اورانیوم را به شکل فلزی خالص جدا کند، بلکه یکی از ترکیبات آن را شناسایی کرد و نام اوران را بر آن گذاشت. این نام برگرفته از سیاره اورانوس بود که چند سال پیش از آن کشف شده بود.

اورانیوم سال ها پیش از کشف ویژگی های پرتوزایی اش، برای رنگ آمیزی شیشه و لعاب سرامیک به کار می رفت و برخی ترکیبات آن در نخستین مراحل عکاسی نیز استفاده می شد.

شناخت ویژگی های پرتوزای اورانیوم تا پایان قرن نوزدهم آغاز نشد. در سال 1895، ویلهلم رونتگن، فیزیک دان آلمانی، هنگام آزمایش عبور جریان الکتریکی در یک لوله شیشه ای خلأ، اشعه ایکس را کشف کرد.

یک سال بعد آنری بکرل، فیزیک دان فرانسوی، دریافت که نمک های اورانیوم پرتوهای نامریی منتشر می کنند که حتی بدون نور نیز می تواند بر صفحات عکاسی اثر بگذارد. این کشف، آغاز شناخت پرتوزایی طبیعی بود.

در سال 1898، پیر و ماری کوری اصطلاح پرتوزایی را برای این پدیده به کار بردند و همان سال موفق شدند عناصر پلونیوم و رادیوم را از سنگ پیچ بلند جدا کنند. بعدها از رادیوم در پزشکی، به ویژه برای درمان برخی سرطان ها، استفاده شد.

در سال 1900، پل ویار، فیزیک دان فرانسوی، نوع سومی از پرتوها به نام اشعه گاما را کشف کرد که مانند اشعه ایکس قدرت نفوذ بسیار بالایی دارد. این کشف به تدریج به دانشمندان کمک کرد شناخت کامل تری از انواع تابش، از جمله ذرات آلفا، بتا و اشعه گاما، به دست آورند.

اواخر دهه 1930 و آغاز دهه 1940، شناخت شکافت هسته ای به سرعت پیشرفت کرد. دانشمندان دریافتند شکافته شدن هسته اتم می تواند انرژی عظیمی آزاد کند و در شرایط خاص، به واکنش زنجیره ای هسته ای منجر شود.

در ادامه، پژوهش های هسته ای در بریتانیا و آمریکا، به ویژه هم زمان با جنگ جهانی دوم و مطرح شدن ایده ساخت بمب اتمی، سرعت بیشتری گرفت. این روند به شکل گیری پروژه های محرمانه بزرگی مانند پروژه منهتن به رهبری آمریکا انجامید؛ پروژه ای که مجموعه ای گسترده از توان علمی و صنعتی را برای ساخت سلاح هسته ای گرد هم آورد.

در سال 1945، نتیجه این پروژه به ساخت نخستین بمب های اتمی منجر شد. در ژوییه همان سال، اولین آزمایش هسته ای در منطقه ترینیتی در ایالت نیومکزیکو انجام شد و سپس آمریکا در اوت 1945 دو بمب اتمی روی هیروشیما و ناکازاکی انداخت.

امروزه اورانیوم به عنوان سوخت راکتورهای هسته ای تجاری برای تولید برق استفاده می شود. همچنین به طور مستقیم یا غیرمستقیم در تولید ایزوتوپ های پرتوزا برای کاربردهای پزشکی، صنعتی و پژوهشی نقش دارد و در حوزه های نظامی و دفاعی نیز استفاده می شود.

اورانیوم با غنای پایین در سوخت راکتورهای هسته ای تجاری استفاده می شود، در حالی که اورانیوم با غنای بالا در برخی راکتورهای پژوهشی، سامانه های پیشران دریایی و نیز ساخت سلاح هسته ای کاربرد دارد.

بر اساس اعلام آژانس بین المللی انرژی اتمی، راکتورهای پژوهشی برای تولید نوترون به کار می روند و این نوترون ها در کاربردهای علمی، پزشکی و صنعتی استفاده می شوند. یکی از مهم ترین این کاربردها، تولید ایزوتوپ پزشکی مولیبدن-99 از طریق تابش دادن اهداف حاوی اورانیوم-235 در داخل راکتور است.

مولیبدن-99 بعدا به تکنسیم-99 ام تجزیه می شود؛ ایزوتوپی پرتوزا که به طور گسترده در تصویربرداری پزشکی، به ویژه برای تشخیص بیماری هایی مانند سرطان و بیماری های قلبی، استفاده می شود.

آژانس بین المللی انرژی اتمی می گوید بیش از 80 درصد تصویربرداری های پزشکی مورد استفاده سالانه برای تشخیص بیماری هایی مانند سرطان، به لطف داروهای پرتوزایی ممکن شده که عمدتا در راکتورهای پژوهشی هسته ای تولید می شوند.

منبع: بی بی سی