אורניום: הכר את חומר הגלם לפצצת גרעין

האורניום הינו יסוד טבעי, שחותם את המקום האחרון בטבלת מנדלייב במקום ה-92. כל היסודות הבאים אחריו, מ-92 והלאה, הינם יסודות מלאכותיים, שסונתזו בתנאי מעבדה קיצוניים. היסוד המלאכותי האחרון שסונתז הוא יסוד 113, שזמן מחצית החיים שלו אינה עולה על שבריר שניה. לאורניום יש 92 פרוטונים בגרעין ומספר משתנה של נייטרונים. מספר הנייטרונים בו קובע את סוג האיזוטופ של האורניום. איזוטופים שונים מראים תכונות שונות לגמרי. האיזוטופ הנפוץ ביותר בטבע הינו איזוטופ ה-238. זמן מחצית החיים שלו הינו 5 מיליארד שנה. ניתן לחשב ולראות, כי מרגע היווצרות כדור הארץ עד לימינו אנו, רק חצי מהאורניום 238 התפרק, כי גילו של כדור הארץ הוא כ-5 מיליארד שנים. איזוטופ אחר, שני בתפוצתו הוא 235 והוא מרכיב רק 0.7% מכלל האורנים הטבעי. איזוטופ זה הוא המשמש ליצירת אנרגיה חשמלית בכורים גרעיניים. כמו כן הוא מהווה את חומר הגלם לייצור פצצה גרעינית מהסוג של ילד קטן.  כדי ליצור פצצה אפקטיבית יש צורך להעשיר את האורניום שבה לכזה שיכיל 99% של איזוטופ 235. הסיבה: איזוטופ 238 אינו ניתן לביקוע, ולכן אינו יעיל ביצירת אפקט של פיצוץ. אז איך מעלים את תכולת האורנים ה-235 מ-0.7% ל-99%? על ידי צנטריפוגות. תחילה מבודדים את האורניום מעופרות טבעיות, אח"כ מבודדים מהם אותו בצורת נקייה ומגיבים עם היסוד פלואור. כך שנוצר אורניום הקסהפלואוריד. חומר זה הינו גז, וניתן לבודד ממנו את התרכובות שמכילות את אורניום 238 הכבד יותר. על ידי העברה של האורניום הקסהפלואוריד אלפי פעמים בצנטריפוגה, ניתן להפריד כמעט לחלוטין בין 2 האיזוטופים. פצצת גרעין אחרת היא מהסוג של איש שמן, שבה משתמשים באיזוטופ 239 של פלוטונים, שבתורו נוצר מאיזוטופ 238 של אורניום. לכן הפרדה בין האיזוטופים הינה אחד התנאים הקריטיים ליצירת נשק גרעיני. משום היותו של האורניום רדיואקטיבי, הוא מתפרק באופן ספונטני ליצירת יסוד קל יותר. אורניום 238 נותן מוצא לשרשרת של התפרקויות רדיואקטיביות שבסופם נקבל את אחד האיזוטופים הלא רדיואקטיביים של עופרת ובכך ייפסק הפירוק. בדרך נוצר גם רדיום, שבעזרתו ניתן היה לקבוע את גילו של כדור הארץ. ככל, התפרקות של כל חומר רדיואקטיבי אינה תלויה בגורמים חיצוניים, אלא רק בתכונות הפנימיות של הגרעין.
לתגובות והשגות: uranium8@walla.com