طرد مركزي

الطرد المركزي أوالتنبيذ أوالتثفيل (بالإنجليزية: centrifugation)‏ أسلوب معملي يُستخدم لفحص مكونات الدم وذلك بوضع قطرة دم غير متخثرة أكسلات الأمونيوم أوأي خلية دموية مراد فحصها في جهاز خاص يسمى الطاردة وبفضل سرعتها الدورانية الكبيرة تقوم بفصل مكونات الدم في أنبوب الاختبار حيث تهجرز في قاعه جسيمات الدم الأكثر ثقلا (انظر الشكل).

فصل مكونات الدم في أنبوب اختبار موضوع في جهاز طرد مركزي.

جهاز الطرد المركزي هوتعبير عن جهاز يتم فيه توليد قوى الطرد المركزي عن طريق الدوران حيث تتجه الجزيئات الأكثر ثنطقة إلى الخارج بعيدا عن محور الدوران، واما الجزيئات الأقل ثنطقة فتبقى في مكان وسطي .

أجهزة الطرد المركزي تختلف نسبة تعقيدها في الصناعة على حسب نوع العمل المطلوب أداءه، فمثلا جهاز تنشيف الملابس في المنزل هوجهاز بسيط، ولكن عندما نقارنه بجهاز طرد مركزي في المختبر سترى انه أكثر تعقيدا من جهاز التنشيف لأنه يحتاج إلى سرعة معينة ومحددة لبعض المواد لكي يتم فصل مكوناتها عن بعضها البعض. جهاز الطرد المركزي المستخدم لتحليل الدمقد يكون على الرغم من ذلك صغيرا وخفيفا ويمكن وضعه على منضدة، كما يعلق فيه عادة عدة أنابيب اختبار لاختبار عينات من عدة أشخاص في نفس الوقت .

تخصيب اليورانيوم

جهاز الطرد المركزي لليورانيوم فهنا الحديثقد يكون مختلف جداً من ناحية صعوبة الصنع والتقنية ولكنه يعمل بنفس المبدأ.

يتكون اليورانيوم الطبيعي بصفة أساسية من اليورانيوم-238 بنسبة 3و99% واليورانيوم-235 بنسبة 7و0% . وفي عملية تخصيب اليورانيوم نحتاج إلى حمل نسبة اليورانيوم- 235 إلى نحو5و3% ولهذا نسمي العملية "تخصيب" . اليورانيوم-235 هوالذي يصلح لتشغيل مفاعل نووي حيث أنه يمتص النيوترونات بدرجة عالية تفوق امتصاص اليورانيوم-238 للنيوترونات. (في المفاعل النووي يصيب نيوترونا نواة يورانيوم -235 فتنقسم إلى جزئين وتنطلق منها طاقة (حرارة) و2 أوثلاثة من النيوترونات تعمل على انشطار أنوية يورانيوم -235 أخرى، يصدر من جميع منها 2 - ثلاثة نيوترونات جديدة تعمل على شطر أنوية يورانيوم-235 أخرى . يضبط المفاعل النووي بحيث تصل تلك العملية إلى حد "توازن "، بحيث يسير التفاعل في وجود عدد ثابت من النيوترونات - لا تزيد ولا تقل - من غير حتى تتزايد النيوترونات إلى حد الانفجار).

ويعتمد تخصيب اليورانيوم بطريقة الطرد المركزي على الفرق في الكتلة بين جزيئات النظيرين ( اليورانيوم-235 واليورانيوم-238 (يورانيوم-238 أكثر ثقلا من اليورانيوم-235) . ويكون اليورانيوم فيه غاز سادس فلوريد اليورانيوم الذي تلزمه حرارة بقائه في الحالة الغازية، ويدخل في سلسلة من أسطوانات الطرد المركزي التي تدور بسرعات عالية جدا ( 70.000 دورة/الدقيقة أوأكثر) حول محورها. فماذا يحدث داخل أسطوانة الطرد المركزي؟

يتزايد هجريز اليورانويوم-238 عند جدار الأسطوانة وبالتالي يرتفع هجريز اليورانيوم-235 قرب محور الدوران . يشفط جزء غاز سادس فلوريد اليورانيوم UF6 القريب من المحور بما فيه من يورانيوم-235 علا هجريزه إلى 9و0% (بدلا من 7و0 %) مثلا، وندخله في الأسطوانة التالية . وفيها ترتفع نسبة اليورانيوم-235 إلى 1% . وتتكرر عملية التخصيب مرات ومرات في أسطوانة تلوالأخرى حتى نحصل على الهجريز المطلوب لتشغيل مفاعل نووي، وهوالهجريز 5و3%.

تحضير سادس فلوريد اليورانيوم

بعد استخلاص اليورانيوم ينقل الخام إلى أداه لطحنه في صورة مسحوق ناعم، يتم تكريره بعد ذلك في عملية كيميائية، ويحول إلى مركب سداسي فلوريد اليورانيوم ، وهومسحوق يعهد باسم « الكعكة الصفراء»، للونها الأصفر. ثم يتم تحويل اليورانيوم إلى غاز، المعروف باسم سداسي فلوريد اليورانيوم وذلك بتسخينه لنحو64 درجة مئوية. ولسداسي فلوريد اليورانيوم خواص مؤكسدة وهوقابل للتفاعل بسهولة، وعلى ذلك يتعين التعامل معه بعناية بالغة. ويتعين أعطى أنابيب وإنشاء مضخات خاصة في وحدات التحويل من الألومنيوم والنيكل. كما ينبغي حتىقد يكون الغاز بمنأى عن الزيت ومواد التشحيم حتى لا تحدث أي تفاعلات كيميائية غير مطلوبة.

يتم بعد ذلك تدوير سداسي فلوريد اليورانيوم في سلسلة متتالية من أسطوانات الطاردة المركزية . تدور الأسطوانات بسرعات تبلغ 70.000 دورة/دقيقة مع الاحتفاظ بدرجة حرارة 65 درجة مئوية، حتى يبقى سداسي فلوريد اليورانيوم في حالته الغازية في الأسطوانات. وهي عملية تستهلك طاقة حرارية وكهربائية عاليتين. يؤدي هذا إلى انفصال النظير يورانيوم-235 بالنسبة المطلوبة في الأسطوانة الأخيرة. في الأسطوانة الأخيرة تصبح نسبة اليورانيوم-238 إلى اليورانيوم -235 هي النسبة المطلوبة 5و95 % : 5و3%.

القذائف النووية

القنابل النووية بحاجة إلى يورانيوم- 235 بنسبة أعلى من 95% . أي لصناعته يلزم حمل النسبة التي يحتاجها المفاعل النووي 5و3% إلى 95% بنفس طريقة أسطوانات المركزية الطاردة. وتحتاج القنبلة النووية إلى نحو20 كيلوجرام من اليورانيوم-235.

انظر أيضا

قوة الطرد المركزي
مفاعل نووي
تدرج كثافة

مراجع

^ "معلومات عن طرد مركزي على مسقط jstor.org". jstor.org. مؤرشف من الأصل في 27 مايو2019.
^ "معلومات عن طرد مركزي على مسقط wikiskripta.eu". wikiskripta.eu. مؤرشف من الأصل فيعشرة ديسمبر 2019.
^ "معلومات عن طرد مركزي على مسقط universalis.fr". universalis.fr. مؤرشف من الأصل في 19 يناير 2018.