၂၄ နာရီ လွ်ပ္စစ္မီး အျပည့္ရရွိေစဖို႔ ရုရွားနုိင္ငံ ျပန္ နဴကလီးယားစြမ္းအင္သံုး လွ်ပ္စစ္ဓတ္အားေပးစနစ္ အေၾကာင္း ပညာေတာ္သင္ မ်ားကို အားကိုးစို႔

From : http://dsa47intake.blogspot.com/2011/09/uranium.html

ႏ်ဴကလီးယားဓာတ္ေပါင္းဖို ( Nuclear Reactors ) မ်ားတြင္ ²³⁵U ကို Fission reaction ျဖစ္ေစေသာအခါ ထြတ္လာေသာ အပူစြမ္းအင္ ( Thermal energy ) ျဖင့္ ေရကို အေငြ႕ပ်ံေစေသာအခါ ထြတ္ေပၚလာေသာ ေရေႏြးေငြ႔မ်ားျဖင့္ တာဘိုင္ ကိုလည္ေစၿပီး လွ်ပ္စစ္ဓာတ္အား ရရွိသည္။ ယေန႔ကမာၻေပၚတြင္ ႏ်ဴကလီးယား ဓာတ္အားေပး႐ံု (၄၀၀) ေက်ာ္ရွိေနၿပီး တကမာၻလံုးသံုးတဲ့ လွ်ပ္စစ္ပမာဏရဲ႕ 17% ကို ႏ်ဴကလီးယားစက္ရံုမ်ား မွရရွိသည္။ ၂၃၅ ဂရမ္ ²³⁵U ျပိဳကြဲျခင္းမွ ထြတ္လာတဲ့ စြမ္းအင္ပမာဏသည္ လူငါးသန္းေနထုိင္ရာ ျမိဳ႕တစ္ျမိဳ႕ကို ညလံုးေပါက္ မီးအလင္းေပးႏုိင္သည္။

၂၄ နာရီ လွ်ပ္စစ္မီး အျပည့္ရရွိေစဖို႔ ရုရွားနုိင္ငံ သို႔ နဴကလီးယားစြမ္းအင္သံုး လွ်ပ္စစ္ဓတ္အားေပးစနစ္ အေၾကာင္း ပညာေတာ္သင္ မ်ားကို အားကိုးစို႔ ....။

Post တင္သူ : SLIP အခ်ိန္ 4:56 AM Sunday, September 25, 2011

ႏ်ဴကလီးယား=ယူေရနီယမ္ ( Uranium )

ယူေရနီယမ္ ( Uranium )သည္ အက္တမ္အမွတ္စဥ္ ၉၂ ျဖစ္ၿပီး ၊အဂၤလိပ္ အတိုေကာက္ သကၤေတ U ျဖင့္ သတ္မွတ္ သည္။ ယူေရနီယမ္ကို ၁၇၈၉-ခုႏွစ္ ၊ဂ်ာမန္ ဓာတုပညာရွင္ Martin Heinrich Klaproth က ရွာေဖြ ေတြ႕ရွိခဲ့ၿပီး ၊ယူေရးနပ္ၿဂိဳလ္ကို အစြဲျပဳကာ ယူေရနီယမ္ဟု အမည္ေပးခဲ့သည္။ ယူေရနီယမ္ကို ၁၉-ရာစုႏွစ္ထိ ေရဒီယိုသတၱၾကြ သတၱဳအျဖစ္ မသိရွိခဲ့ၾကေပ။ ၁၈၉၆ခုႏွစ္တြင္ ျပင္သစ္ ရူပပညာရွင္ Antoine Henri Becquerel ကယူေရနီယမ္ႏွင့္ ထိေတြ႕ထားတဲ့ ပလိပ္ျပားမ်ားမွ မျမင္ႏုိင္ေသာ ေရာင္ျခည္မ်ား ထုတ္လႊင့္ျခင္းကို သိရွိခဲ့ရာမွ ၊ယူေရနီယမ္ သည္ ေရဒီယိုသတၱိၾကြ သတၱဳျဖစ္ေၾကာင္း ေတြ႕ရွိခဲ့သည္။

၁၉၃၄-ခုႏွစ္တြင္ အေမရိကန္ သိပၸံံပညာရွင္ Enrico Fermi ေခါင္းေဆာင္ၿပီး ႏ်ဴကလီးယားစြမ္းအင္ စက္ရံုတြင္ ယူေရနီယမ္ကို ေလာင္စာအျဖစ္ အသံုးျပဳခဲ့ၿပီး၊ ယူေရနီယမ္ ႏ်ဴကလိယက္စ္ ျပိဳကြဲရာမွ စြမ္းအင္ထြတ္ေပၚလာမႈ႕ကို သိရွိၿပီးေနာက္ ႏ်ဴလက္နက္ ကိုစမ္းသပ္ လုပ္ေဆာင္ခဲ့ၾကသည္။ ၁၉၄၅-ခုႏွစ္ ဒုတိယကမာၻစစ္တြင္ ဟီရိုရွီးမားႏွင့္ နာဂါစကီျမိဳ႕ ႏ်ဴကလီးယားဗံုးၾကဲ ခံရျခင္းတြင္ ႏ်ဴကလီးယားစြမ္းပကားကို ေတြ႕ျမင္ခဲ့ၾကရသည္။ ယူေရနီယမ္သည္ စက္မႈ႕စြမ္းအားအတြတ္ အဓိကပင္မ အရင္းအျမစ္ ျဖစ္လာတာနဲ႕အမွ် ၁၉၅၄-ခုႏွစ္တြင္ အေမရိကန္တို႕ ႏ်ဴစြမ္းအင္သံုး ေရငုပ္သေဘၤာကို စမ္းသပ္ေရခ်ႏုိင္ခဲ့သည္။ သကၠရာဇ္ 2000ျပည္႕ႏွစ္တြင္ တကမာၻလံုး လွ်ပ္စစ္စြမ္းအင္ ၄၀% ကို ႏ်ဴကလီးယား ဓာတ္ေပါင္းဖို ( Nuclear Reactors ) မ်ားမွ ရရွိသည္။ ထုိ႕ေၾကာင့္ ၂၁ရာစုတြင္ ႏ်ဴစြမ္းအင္သည္ စက္လက္နက္ပစၥည္းမ်ား ထုတ္လုပ္ရန္ ၊ဓာတ္ေပါင္းဖိုမ်ားမွ လွ်ပ္စစ္စြမ္းအင္ ရရွိရန္ အေရးပါလာသည္မဟုတ္ သုေတႆန ျပဳလုပ္ေဆာင္ရြက္ခ်က္မ်ား ၊ႏွင့္ေဆးပညာဆိုင္ရာ လုပ္ငန္းမ်ားတြင္ပါ စမ္းသပ္လုပ္ေဆာင္ လာၾကသည္။ ႏ်ဴစြမ္းအင္သည္ လူသားတို႕အတြတ္ အက်ိဳးျပဳ သည္မဟုတ္ ၊ႏ်ဴကလီးယားဗံုး ေပါက္ကြဲရာမွ ထြတ္လာေသာ ေရာင္ျခည္မ်ား၊ ႏ်ဴဓာတ္ေပါင္းဖိုမ်ားမွ ထြတ္လာေသာ စြန္႕ပစ္ပစၥည္းမ်ား ထိန္းသိမ္းရန္ ၊ႏ်ဴဓာတ္ေပါင္းဖိုမ်ားႏွင့္ ႏ်ဴစမ္းသပ္ လုပ္ေဆာင္ေသာ လုပ္သားမ်ား အေနျဖင့္ အႏာၱရာယ္ ရွိလွသည္။

Uranium Ore

Uranium Ore

ယူေရနီယမ္ သတၱဳကို သမုဒၵရာၾကမ္းျပင္မ်ား ၊ေက်ာက္ေတာင္ မ်ားႏွင့္ ေျမထုထဲတြင္ ေတြ႕ရွိ ရသည္။ ယူေရနီယမ္သည္ ကမာၻ႕ေျမသား တစ္သန္းပံု ႏွစ္ပံုခန္႕သာ ေတြ႕ႏုိင္သည္။ ကမာၻေပၚတြင္ ယူေရနီယမ္ကို ၾသစေၾတးလ်၊ ကေနဒါ၊ တ႐ုတ္၊ ကာဇက္စတန္၊ ႐ုရွား၊ ဥဇဘက္ကစၥတန္ ႏုိင္ငံမ်ားတြင္ အဓိကေတြ႕ရသည္။ သဘာ၀တြင္ သန္႕စင္ေသာ ယူေရနီယမ္ ကို သီးသန္႕မေတြ႕ရွိရပဲ ေအာက္ဆိုက္ မ်ားအေနနဲ႕ျဖင့္ Uranite ( UO₂ ) သို႕မဟုတ္ Pitchblende ( UO₃ ,U₂O₅ ) အေနျဖင့္ ေတြ႕ရသည္။

သဘာ၀တြင္ ယူေရနီယမ္္ အိုက္ဆိုတုပ္ အမ်ိဳးအစားသံုးမ်ိဳးကို ပါ၀င္ကိန္း အားျဖင့္ ²³⁸U-99.284% ,²³⁵U-0.711% ႏွင့္ ²³⁴U-0.0058% ေတြ႕ရ သည္။ ႏ်ဴကလီးယား ဓာတ္ေပါင္းဖိုမ်ား အတြတ္ ²³⁵U 3-5% ႏွင့္ ႏ်ဴကလီးယား လက္နက္မ်ားထုတ္ရန္ ²³⁵U 90% သန္႕စင္ရန္ လိုအပ္သည္။ အဘယ့္ေၾကာင့္ဆိုေသာ္ ယူေရနီယမ္ အိုက္ဆိုတုပ္ - ၂၃၅ ( ²³⁵U ) သည္သာ fission reaction ျဖစ္ႏုိင္ေသာေၾကာင့္ ျဖစ္သည္။ Fission reaction ဆိုသည္မွာ ယူေရနီယမ္ အက္တမ္မ်ားကို ႏ်ဴထရြန္ႏွင့္ ဆက္တိုက္ ဆက္ခါ ခြဲစိတ္တဲ့အခါ အပူစြမ္းအင္ ထြက္လာျခင္း ျဖစ္သည္။ ထို႕ေၾကာင့္ သဘာ၀တြင္ ²³⁵U ကို ပမာဏ အနည္းငယ္ ( 0.7% ) သာေတြ႕ရတာေၾကာင့္ ေပါမ်ားေအာင္ ( Enrichment ) လုပ္ေပးရသည္။ Fission reaction မျဖစ္ႏုိင္ေသာ ²³⁸U အုိက္ဆိုတုပ္ကို Fertile material ဟုေခၚၿပီး fission reaction ျဖစ္ႏုိင္ေအာင္ ၄င္းအိုက္ဆိုတုပ္ကို ²³⁹Pu အျဖစ္ေျပာင္းယူရသည္။ ယူေရနီယမ္သတၱဳရဲ႕ သက္တမ္း၀က္ (Half-life)သည္ 4.5 ဘီလီယမ္ႏွစ္ ၾကာျမင့္သည္။ သက္တမ္း၀က္ (Half-life) ဆိုသည္မွာ မူလ ေရဒီယိုသတိၱၾကြမႈ႕၏ တ၀က္တိတိ ကုန္ဆံုးရန္ ၾကာခ်ိန္ျဖစ္သည္။ ဆိုလုိသည္မွာ ယူေရနီယမ္ ၁၀၀ ဂရမ္ ရွိသည္ ဆိုပါဆို႕။ ႏွစ္ေပါင္း ၄.၅ ဘီလီယမ္ႏွစ္ အခ်ိန္ၾကာျမင့္လွ်င္ ၅၀ ဂရမ္သာ က်န္ရွိေပလိမ့္မည္။ ေနာက္ႏွစ္ေပါင္း ၄.၅ ဘီလီယမ္ႏွစ္ ၾကာျမင့္လွ်င္ ၂၅ ဂရမ္သာ က်န္ရွိေပေတာ့မည္။

Type of Radiation

ေရဒီယိုသတၱိၾကြျခင္း ( Radioactivity ) ဆိုသည္မွာ မတည္ျမဲေသာ ႏ်ဴးကလိယက္စ္မွ အယ္လ္ဖာေရာင္ျခည္ ( Alpha Ray ) ၊ဘီတာေရာင္ျခည္ ( Beta Ray ) ၊ႏွင့္ ဂမ္မာေရာင္ျခည္ ( Gamma Ray ) မ်ား ထြတ္လႊတ္ေနျခင္းသာ ျဖစ္သည္။ အယ္ဖာေရာင္ျခည္ (α-ray) သည္ ဟီလီယမ္ (⁴He₂) အက္တမ္၏ ႏ်ဴးကလိယက္ႏွင့္ ဆင္တူၿပီး အေပါင္းဓာတ္ ( Positive Charge ) ေဆာင္သည္။ အယ္လ္ဖာေရာင္ျခည္သည္ အေရျပား ၊စကၠဴစသည္ ေဖာက္ထြင္းမသြားႏုိင္ေပ။ ဘီတာေရာင္ျခည္ (β-ray) သည္ မွန္၊ သတၱဳျပားစသည္ မေဖာက္ထြင္းႏုိင္။ ဂမ္မာေရာင္ျခည္ (γ-ray) သည္ ေဖာက္ထြင္မႈ႕ အေကာင္းဆံုးေရာင္ျခည္ ျဖစ္သည္။ ဂမ္မာေရာင္ျခည္ကို ခဲတံုး ( Lead - ဓာတုသေကၤတ Pb ) ျဖင့္ေဖာက္ထြင္းႏုိင္မႈ႕ကို နည္းေအာင္ ျပဳလုပ္ႏုိင္သည္။ ႏ်ဴထရြန္ ( neutron ,n⁰ )ကို သဘာ၀အတိုင္း မေတြ႕ႏုိင္။


တူးယူရရွိလာတဲ့ Uranite ( UO₂ ) သို႕မဟုတ္ Pitchblende ( UO₃ ,U₂O₅ ) ယူေရနီယမ္ ပါ၀င္တဲ့သတၱဳ႐ိုင္းမ်ားကို အမႈန္႔ႀကိတ္ၿပီး၊ အ၀ါေရာင္ ယူေရနီယမ္ေအာက္ဆိုက္ ( Na₂U₂O₇.6H₂O ) ေခၚ Yellow Cake ရေအာင္ အဆင့္ဆင့္ ျပဳလုပ္ရယူသည္။

Yellow Cake

Yellow Cake တြင္ အေလးခ်ိန္ အားျဖင့္ ထရုိင္ ယူေရနီယမ္ ေအာက္တာ ေအာက္ဆိုက္ U₃O₈ 70-90% ၊ ယူေရနီယမ္ ဒိုင္ေအာက္ဆိုက္UO₂ ႏွင့္ ယူေရနီယမ္ ထရိုင္ေအာက္ဆိုက္ UO₃ တို႕ပါ၀င္သည္။ Yellow Cake မွသန္႕စင္တဲ့ ယူေရနီယမ္ ထရိုင္ေအာက္ဆိုက္ ( UO₃ ) ကိုခြဲထုတ္ယူရသည္။


ထုိ႕ေနာက္ ႏ်ဴကလီးယား ဓာတ္ေပါင္းဖိုမ်ားႏွင့္ ႏ်ဴကလီးယား လက္နက္မ်ားအတြတ္ အသံုးျပဳရန္ ယူေရနီယမ္ အိုက္ဆိုတုပ္-၂၃၅ (²³⁵U ) ေပါမ်ားေအာင္ ျပဳလုပ္ယူရသည္။ သဘာ၀တြင္ ²³⁵U 0.7% သာပါ၀င္သည္။ ရရွိလာတဲ့ ယူေရနီယမ္ ထရိုင္ေအာက္ဆိုက္ ( UO₃) မွ ယူေရနီယမ္ အိုက္ဆိုတုပ္-၂၃၅ ( ²³⁵U ) ခြဲထုတ္ရန္ ယူေရနီယမ္ ဟက္ဆာဖလိုရိုက္ ( UF₆ ) အျဖစ္ ျပဳလုပ္ရယူသည္္။
ရရွိလာတဲ့ ယူေရနီယမ္ ဟက္ဆာဖလိုရိုက္တြင္ ယူေရနီယမ္ အိုက္ဆိုတုပ္-၂၃၅ မွာ 0.7% သာပါ၀င္ေသာေၾကာင့္ ႏ်ဴဓာတ္ေပါင္းဖုိမ်ားႏွင့္ ႏ်ဴလက္နက္မ်ားတြင္ သံုးရန္ ²³⁵U အုိက္ဆိုတုပ္ကို Centrifugal Method သို႕မဟုတ္ Gaseous diffusion Method တို႕ျဖင့္ ေပါမ်ားေအာင္ ( Enrichment ) လုပ္ယူရသည္။ ထုိ႕ေနာက္ ယူေရနီယမ္ ဟက္ဆာဖလိုရိုက္ကို ယူေရနီယမ္ ဒိုင္ေအာက္ဆိုက္ ( UO₂ ) အျဖစ္ ေျပာင္းလဲလိုက္ ေသာအခါ ႏ်ဴကလီးယား ဓာတ္ေပါင္းဖိုမ်ားႏွင့္ ႏ်ဴကလီးယား လက္နက္မ်ားတြင္ ေလာင္စာအျဖစ္သံုးရန္အသင့္ရရွိသည္။

Simple Centrifugal Mechine

Centrifugal Method နည္း သည္ ²³⁵U ေပါၾကြယ္၀ေစရန္ အသံုးမ်ားေသာ နည္းလမ္း ျဖစ္သည္။ ဒီနည္းတြင္ အရွိန္ျမင့္လွည့္ေပးတဲ့အခါ ပိုေလးတဲ့ ²³⁸U အိုင္ဆိုတုပ္သည္ ျပြန္ေအာက္ေျခ တြင္စုၿပီး ၊ ေပါ့တဲ့ ²³⁵U ကို သီးသန္႔ထုတ္ယူသည္။ သည္နည္းအတုိင္း ထပ္ခါထပ္ခါ ျပဳလုပ္ယူရသည္။ ဒီလိုထပ္တလဲလဲ ဆက္တိုက္လုပ္ဖို႔ ဗဟိုခြာအားစက္ေတြ ေထာင္နဲ႔ခ်ီၿပီး အတန္းလိုက္ တပ္ဆင္ထားရပါတယ္။

Gaseous Diffusion Method

Gaseous diffusion နည္းတြင္ ယူေရနီယမ္ဟက္ဆာ ဖလို႐ိုက္ဒ္ ဓာတ္ေငြ႔သည္ အေမွးပါးတခုကို ျဖတ္သန္းလိုက္ေသာအခါ ပိုေပါ့တဲ့ ²³⁵U ကို ဖိအားအနည္းငယ္ျဖင့္ ခြဲထုတ္ရယူသည္။ ဗဟိုခြာအား နည္းလိုပဲ ဒီနည္းတြင္လည္း သန္႕စင္ေသာ ²³⁵U အိုက္ဆိုတုပ္ ပမာဏ တိုးပြားလာေအာင္ အေမွးပါးျဖတ္ျခင္းကို ထပ္တလဲလဲ လုပ္ယူသည္။

Sample Nuclear Reactor

²³⁵U + n⁰ = ¹⁴⁰Ba + ⁹⁶Kr + 2≅3 n⁰ + 200 MeV (Thermal energy)



ႏ်ဴကလီးယားဓာတ္ေပါင္းဖို ( Nuclear Reactors ) မ်ားတြင္ ²³⁵U ကို Fission reaction ျဖစ္ေစေသာအခါ ထြတ္လာေသာ အပူစြမ္းအင္ ( Thermal energy ) ျဖင့္ ေရကို အေငြ႕ပ်ံေစေသာအခါ ထြတ္ေပၚလာေသာ ေရေႏြးေငြ႔မ်ားျဖင့္ တာဘိုင္ ကိုလည္ေစၿပီး လွ်ပ္စစ္ဓာတ္အား ရရွိသည္။ ယေန႔ကမာၻေပၚတြင္ ႏ်ဴကလီးယား ဓာတ္အားေပး႐ံု (၄၀၀) ေက်ာ္ရွိေနၿပီး တကမာၻလံုးသံုးတဲ့ လွ်ပ္စစ္ပမာဏရဲ႕ 17% ကို ႏ်ဴကလီးယားစက္ရံုမ်ား မွရရွိသည္။ ၂၃၅ ဂရမ္ ²³⁵U ျပိဳကြဲျခင္းမွ ထြတ္လာတဲ့ စြမ္းအင္ပမာဏသည္ လူငါးသန္းေနထုိင္ရာ ျမိဳ႕တစ္ျမိဳ႕ကို ညလံုးေပါက္ မီးအလင္းေပးႏုိင္သည္။
၂၄ နာရီ လွ်ပ္စစ္မီး အျပည့္ရရွိေစဖို႔ ရုရွားနုိင္ငံ သို႔ နဴကလီးယားစြမ္းအင္သံုး လွ်ပ္စစ္ဓတ္အားေပးစနစ္ အေၾကာင္း ပညာေတာ္သင္ မ်ားကို အားကိုးစို႔ ....။