યુરેનિયમ એ એક એવું રાસાયણિક તત્ત્વ છે, જે કુદરતી રીતે પૃથ્વી પર જોવા મળે છે. તે એક કિરણોત્સર્ગી (રેડિયોએક્ટિવ) ભારે ધાતુ છે, જેનો અર્થ એ છે કે તેના અણુઓ અસ્થિર હોય છે અને તે સમય જતાં વિઘટિત થઈને ઊર્જા અને અન્ય તત્ત્વોનું ઉત્સર્જન કરે છે. આ ગુણધર્મને કારણે યુરેનિયમનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ન્યુક્લિયર ઊર્જાના ઉત્પાદન માટે થાય છે.
એક કિલો યુરેનિયમમાં કેટલી શક્તિ હોય છે?
ઇન્ટરનેશનલ એટોમિક એનર્જી એજન્સી (IAEA) અનુસાર યુરેનિયમ એક કુદરતી તત્ત્વ છે, જે પૃથ્વીની સપાટી, સમુદ્રમાં અને આપણા શરીરમાં પણ જોવા મળે છે. એક કિલોગ્રામ યુરેનિયમ-235માં લગભગ 24,000,000 kWh (કિલોવોટ-કલાક) ઊર્જા હોય છે. આ ઊર્જા 2.7 મિલિયન કિલોગ્રામ કોલસામાંથી મળતી ઊર્જા જેટલી છે. આ દર્શાવે છે કે યુરેનિયમ કોલસા અને તેલ કરતાં ઘણી વધારે ઊર્જા ઉત્પન્ન કરી શકે છે.
યુરેનિયમનો અણુક્રમાંક 92 છે અને તેને `U' સંજ્ઞા દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. પૃથ્વી પર મળતા યુરેનિયમમાં મુખ્યત્વે બે પ્રકારના સમસ્થાનિકો (isotopes) હોય છે: યુરેનિયમ-238 (U-238), જે કુલ યુરેનિયમનો લગભગ 99.27 % ભાગ છે અને યુરેનિયમ-235 (U-235), જે ફક્ત 0.72 % જેટલો છે. આ બંનેમાંથી યુરેનિયમ-235 સૌથી મહત્ત્વપૂર્ણ છે, કારણ કે તે એકમાત્ર કુદરતી રીતે મળી આવતું તત્ત્વ છે, જે ન્યુક્લિયર વિખંડન (ફ્યૂઝન) પ્રક્રિયા કરી શકે છે.
યુરેનિયમનું કામ શું છે?
યુરેનિયમનો મુખ્ય ઉપયોગ તેની કિરણોત્સર્ગી પ્રકૃતિ અને વિખંડન ક્ષમતાને કારણે છે. તેના કેટલાક મુખ્ય ઉપયોગો નીચે મુજબ છે :
ન્યુક્લિયર ઊર્જા ઉત્પાદન : આ યુરેનિયમનો સૌથી મહત્ત્વનો ઉપયોગ છે. ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટમાં યુરેનિયમ-235ના અણુઓનું વિખંડન (ફ્યૂઝન) કરીને વિપુલ પ્રમાણમાં ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે. આ ઊર્જાનો ઉપયોગ પાણીને ગરમ કરીને વરાળ બનાવવા માટે થાય છે, જે ટર્બાઇન ફેરવીને વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે. આ પ્રક્રિયા સ્વચ્છ અને કાર્બનમુક્ત વીજળી પ્રદાન કરે છે, જે ક્લાઇમેટ ચેન્જ સામે લડવામાં મદદરૂપ થાય છે.
સંરક્ષણ ઉદ્યોગ : યુરેનિયમનો ઉપયોગ ન્યુક્લિયર શસ્ત્રો (જેમ કે અણુબોમ્બ) અને નૌકાદળનાં જહાજો અને સબમરીન માટેના રિએક્ટરમાં ઊર્જાસ્રોત તરીકે થાય છે.
તબીબી ક્ષેત્ર : યુરેનિયમના કેટલાક આઇસોટોપ્સનો ઉપયોગ તબીબી ક્ષેત્રમાં કેન્સર જેવી બીમારીઓના નિદાન અને સારવાર માટે થાય છે.
રેડિયેશન શિલ્ડિંગ : યુરેનિયમ ખૂબ જ ગાઢ ધાતુ હોવાથી તેનો ઉપયોગ રેડિયેશન શિલ્ડિંગ અને એક્સ-રે મશીનરીમાં થાય છે. યુરેનિયમ કેવી રીતે મળે છે?
યુરેનિયમનું નિષ્કર્ષણ (એક્સટ્રેક્શન) એક જટિલ પ્રક્રિયા છે, કારણ કે તે અયસ્કમાં ખૂબ જ ઓછી માત્રામાં હોય છે. આ પ્રક્રિયાના મુખ્ય તબક્કાઓ નીચે મુજબ છે :
ખાણકામ ( Mining) : યુરેનિયમ ધરાવતા ખનિજને ભૂગર્ભ અથવા ખુલ્લી ખાણોમાંથી કાઢવામાં આવે છે.
પ્રોસેસિંગ (Processing) : કાઢવામાં આવેલા અયસ્કને મિલોમાં મોકલવામાં આવે છે જ્યાં તેને પીસીને બારીક પાઉડર બનાવવામાં આવે છે. ત્યારબાદ આ પાઉડર પર રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ કરવામાં આવે છે, જેથી યુરેનિયમ તેમાંથી અલગ થઈ શકે. આ પ્રક્રિયાને લીચિંગ (leaching) કહેવાય છે.
સંવર્ધન (Enrichment) : આ સૌથી મહત્ત્વપૂર્ણ તબક્કો છે. કુદરતી યુરેનિયમમાં U-235નું પ્રમાણ ખૂબ ઓછું હોય છે, જે ન્યુક્લિયર રિએક્ટરમાં ઉપયોગ કરવા માટે અપૂરતું છે. તેથી આ યુરેનિયમમાંથી U-235ની સાંદ્રતા વધારવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયાને યુરેનિયમ સંવર્ધન કહેવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા દ્વારા, U-235નું પ્રમાણ 3-5 % સુધી વધારવામાં આવે છે, જે ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ માટે જરૂરી છે.
આ પ્રક્રિયાના અંતે યુરેનિયમને એક પીળા પાઉડર સ્વરૂપે મેળવવામાં આવે છે, જેને યલોકેક (yellowcake) કહેવામાં આવે છે. આ યલોકેકને વધુ શુદ્ધ કરીને યુરેનિયમ ઓક્સાઇડ અથવા અન્ય સ્વરૂપોમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે, જેનો ઉપયોગ ન્યુક્લિયર ફ્યુઅલ (ઈંધણ) તરીકે થાય છે.
યુરેનિયમનાં જોખમો
યુરેનિયમ તેના ઉપયોગો ઉપરાંત કેટલાંક જોખમો પણ ધરાવે છે. તેના કિરણોત્સર્ગી ગુણધર્મોને કારણે તે મનુષ્યના સ્વાસ્થ્ય માટે હાનિકારક હોઈ શકે છે. યુરેનિયમ શ્વાસમાં જવાથી અથવા તેના સંપર્કમાં આવવાથી કેન્સર અને કિડનીને નુકસાન થવાનું જોખમ વધી શકે છે. આ કારણોસર યુરેનિયમનું નિષ્કર્ષણ, પ્રોસેસિંગ અને ઉપયોગ અત્યંત કડક સુરક્ષા માર્ગદર્શિકા હેઠળ કરવામાં આવે છે.
યુરેનિયમ ક્યાંથી મળે છે?
યુરેનિયમ પૃથ્વીના પોપડામાં ઓછી માત્રામાં મળી આવે છે. તે સોના અને ચાંદી જેવાં તત્ત્વો કરતાં વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં છે, પરંતુ તે સામાન્ય રીતે ખડકો, જમીન અને પાણીમાં ખૂબ જ ઓછી સાંદ્રતામાં હોય છે. યુરેનિયમ મુખ્યત્વે ચોક્કસ ખનિજોમાંથી કાઢવામાં આવે છે, જેમાં સૌથી સામાન્ય યુરેનાઈટ છે. વિશ્વમાં યુરેનિયમનો સૌથી મોટો ભંડાર ઓસ્ટ્રેલિયા, કઝાકિસ્તાન અને કેનેડામાં આવેલો છે. ભારતમાં પણ યુરેનિયમના ભંડાર છે, જેમાંથી મુખ્ય ઝારખંડ રાજ્યના સિંગભૂમ જિલ્લામાં છે, જ્યાં જાદુગોડાની ખાણ આવેલી છે. આ ઉપરાંત આંધ્ર પ્રદેશ અને મેઘાલય જેવાં રાજ્યોમાં પણ યુરેનિયમના ભંડાર મળી આવ્યા છે.