โลหะหนก มสขาวเงน มกมมนตภาพรงสออน มความแขงนอยกวาเหลก

เลกนอย มความออนตว มความเปนแมเหลกเลกนอย ความหนาแนนสงมาก โดยม

ความหนาแนนมากกวาตะกว 65% แตนอยกวาทอง

ครสตศตวรรษท 7 โดยใชท าสเหลองในเครองเคลอบเซรามกส มการพบแกวสเหลองทมยเรเนยมออกไซด 1% ใกลกบเมองเนเปล ของอตาล และมการพบอกครงตอนตนศตวรรษท 19 โดยพบวามยเรเนยมทเหมองเงน Hapsburg ท Joachimsthal ใน Bohemia ซงใชในอตสาหกรรมแกวโดยสวนผสมทใชนนเกบเปนความลบ

ธาตยเรเนยมคนพบในป 1789 โดย Martin Heinrich Klaproth นกเคมชาวเยอรมน โดยพบยเรเนยมในแรทเรยกวาพชเบลน (pitchblende) และตงชอแรชนดนตามชอดาวยเรนส ซงเปนดาวเคราะหในระบบสรยะ และไดรบการคนพบ 8 ปกอนหนานนโดย William Herschel ยเรเนยมถกสกดออกมาในรปโลหะเปนครงแรกในป 1841 โดย Eugene-Melchior Peligot ในป 1850 มการพฒนาโดยน ายเรเนยมมาผสมในแกวโดย Lloyd & Summerfield ทเมอง Birmingham ประเทศองกฤษ ในป 1896 Henri Becquerel นกฟสกสชาวฝรงเศสพบวา ยเรเนยมมกมมนตภาพรงสโดยเปนการคนพบกมมนตภาพรงสเปนครงแรก

ในระหวางทมโครงการแมนฮตตนในชวงสงครามโลกครงทสองนน ไดมแผนการ Allied ในการพฒนาระเบดปรมาณลกแรก รฐบาลสหรฐไดกวานซอยเรเนยมจากทวโลก ในกระบวนการเสรมสมรรถนะยเรเนยมใหอยในระดบทตองการนน ตองใชยเรเนยมจ านวนมาก ซงในทสดกไดปรมาณทพอกบความตองการ โดยสวนใหญไดมาจากสาธารณรฐคองโก (Belgian Congo) เมอเสรมสมรรถนะแลวจงท าเปนระเบดปรมาณและทงลงทเมองฮโรชมา ประเทศญปนในป 1945 อาวธนวเคลยรอกชนดหนงทพฒนาขนมาในชวงสงครามใชพลโตเนยม ทผลตจากยเรเนยมเปนเชอเพลงในการเกดฟชชน ในตอนแรกนนเชอกนวายเรเนยมเปนแรทมนอย การแพรขยายของอาวธนวเคลยรสามารถปองกนไดงายจากการตรวจสอบปรมาณการซอขายยเรเนยม แตในชวงสบปตอมาไดมการคนพบยเรเนยมเพมขนหลายแหงทวโลก

ยเรเนยม-238เปนธาตในอนกรม actinide มไอโซโทป 235U และ 233U

ธาตทมเลขอะตอมสงทสดทพบในธรรมชาต มปรมาณนอยในหนทกชนด ในดนและน า ยเรเนยมบนโลกมมากกวาพลวง (antimony) เบรลเลยม (beryllium) แคดเมยม ทอง ปรอท

เงน หรอทงสเตน โดยมปรมาณใกลเคยงกบสารหนและโมลบดนม ยเรเนยมสวนใหญพบในแร uraninite และพบไดในแรอกหลายชนดไดแก autunite, uranophane, torbernite, และ coffinite

ยเรเนยมมความเขมขนสงกวาปกตในวตถบางอยาง เชน หนฟอสเฟต แรลกไนต และทรายโมนาไซตซงมยเรเนยมสงพอทจะสกดออกมาในเชงพาณชย

การสลายตวของยเรเนยม ทอเรยมและโปแตสเซยม-40 คาดวาเปนแหลงความรอนหลกอยางหนงของเปลอกโลก ท าใหเปลอกทหมแกนโลกหลอมเหลวและพาความรอนออกมาท าใหเกดการเคลอนตวของแผนเปลอกโลกชนนอก (plate tectonics)

แรยเรเนยมในหนทมปรมาณยเรเนยมมากพอทจะสกดออกมาอยางคมคานน โดยทวไปจะมยเรเนยมออกไซด 1-4 ปอนดตอตน หรอมยเรเนยมออกไซด 0.05% - 0.20%

ยเรเนยมทมความบรสทธในระดบทางการคาสามารถผลตไดโดยการสกดเกลอยเรเนยม (uranium halides) ดวยดาง (alkali) สวนโลหะยเรเนยมสามารถผลตไดโดยการใชไฟฟา (electrolysis) ผานไปในสารละลายของ KUF5 หรอ UF4 ใน CaCl2 และ NaCl ยเรเนยมบรสทธสงสามารถผลตไดโดยการใชความรอนจากลวดไฟฟาสกดออกมาจาก uranium halides

ยเรเนยมมราคาเฉลยอยท 26.39 เหรยญสหรฐตอกโลลกรม

ออกไซดของยเรเนยมและมสด า มกมมนตรงส โปรงแสง ผงทเปนธรรมชาตทเกดขนในแรยเรนไนท ใชในแทงเชอเพลงนวเคลยรในเครองปฏกรณ

นวเคลยร เปนสวนผสมของยเรเนยมและพลโทเนยมออกไซด จะใชเปนเชอเพลงแบบออกไซดผสม MOX

กระบวนการเสรมสมรรถนะดวยการแพรแกส ใชแรงอดแกส uranium hexafluoride ดวยความดน ใหไหลผานชดของแผนกรอง ( porous membranes ) หรอ diaphragm เนองจากโมเลกลของ U-235 เบากวา โมเลกลของ U-238 จงเคลอนทไดเรวกกวาและมโอกาสทจะผานรพรนของแผนกรองไดมากกวา UF6

ซ าเปนทอดๆ

กระบวนการแพรแกส (Gaseous diffusion process)

การเพมความเขมขนของ U-235 ใหได 3% ถง 4% ตองใชชดในการแพรแกสประมาณ 1,400 ชด

กระบวน centrifuge ใชแกส UF6 และใชหลกความแตกตางกนของมวล U-235 กบ U-238 เชนเดยวกบกระบวนการแพร (diffusion) แกสจะถกสงเขาไปในชดของหลอดสญญากาศ ซงมแกนหมน ( rotor ) ยาว 1-2 เมตร มเสนผาศนยกลาง 15-20 เซนตเมตร เมอแกนหมนดวยความเรว 50,000 - 70,000 รอบตอนาทโมเลกลของ U-238 ทหนกมมากกวาจะมความเขมขนสงทขอบดานนอกของกระบอก ท าใหดานทอยใกลกบศนยกลางมความเขมขนของโมเลกล U-235 มากกวา การเปลยนแปลงของความเขมขนจะเพมขนเมอท าใหแกสหมนรอบแกนของทรงกระบอกมากขน

กระบวนการหมนเหวยง (Centrifuge process)

แกส UF6 ทเสรมสมรรถนะแลว (enriched gas) จะถกสงไปยงขนตอนตอไป ขณะทแกสทลดสมรรถนะลง (depleted gas) จะถกสงกลบเพอน าเขาสกระบวนการใหม สดทายยเรเนยมทเสรมสมรรถนะ (enriched uranium) และยเรเนยมทลดสมรรถนะ (depleted uranium) จะผานแตละล าดบของขนตอนออกไปจากกระบวนการเมอมความเขมขนตามทก าหนด

การแยกสองไอโซโทปออกจากอยางมประสทธภาพไดนน เครองหมนเหวยง ( centrifuges ) ตองหมนดวยความเรวสง โดยผนงดานนอกของทรงกระบอกจะเคลอนทดวยความเรว 400 -500 เมตรตอวนาท ท าใหเกดความเรงมากกวาแรงโนมถวงเปนลานเทา

การท างานของกระบวนการ Atomic vapour ใชหลกการไอออไนซดวยแสง ( photo-ionisation ) โดยใชแสงเลเซอรก าลงสงในการไอออไนซอะตอมของโลหะยเรเนยมทเปนไอ (อเลกตรอนสามารถหลดออกจากอะตอม เมอไดรบแสงทมความถบางคา ส าหรบยเรเนยม ใชเลเซอรทปรบความถใหไอออไนซอะตอมของ U-235 โดยไมไอออไนซอะตอมของ U-238 ) ไอออนของ U-235 ทมประจบวกจะถกดดและจบไวทแผนขวลบ เทคนค Atomic laser นสามารถใชแยกไอโซโทปของพลโตเนยมไดเชนกน

ในการวจยใชหลกการปรบคลนความถของเลเซอร ในการไอออไนซโมเลกลทง UF6 ทเปนแกส ไปจนถง UF5 ทเปนของแขงนน การใช UF6 จะเหมาะสมมากกวาการใชยเรเนยมทเปนอะตอม เนองจากอยในรปของโมเลกลชนดเดยวกบกระบวนการผลตเชอเพลง

การใชเลเซอร (Laser processes)

กระบวนการใชเลเซอรทยงมการท าอย เปน SILEX ของออสเตรเลย ซงไดพฒนาโดยใชโมเลกลของ UF6 ในป 1996 USEC ไดปกปดไมใหมการน า SILEX ไปพฒนาเพอเสรมสมรรถนะยเรเนยม ซงสามารถน าไปใชกบซลกอนและธาตอนไดเชนกน แตในป 2003 กไดมการเปดเผยขอมลออกมา ปจจบนมโรงงานตนแบบของระบบ SILEX ตงอยใกลกบเมองซดนยของออสเตรเลย เพอพฒนาไปใชกบซลกอนและเซอรโคเนยม

ในบางประเทศมการน าเชอเพลงใชกลบมาเขากระบวนการผลตยเรเนยมและพลโตเนยมใหม รวมทงเปนการลดปรมาณกากรงสระดบสง โดยทวไปพลโตเนยมสามารถน ากลบมาใชไดเลย โดยอยในรปของเชอเพลง mixed-oxide (MOX) ผสมกบ depleted uranium

ยเรเนยมจากเชอเพลงนวเคลยรใชแลวทน ากลบมาใชใหม ตองน าไปผานกระบวนการเสรมสมรรถนะอกครง กระบวนการนคอนขางซบซอน เนองจากมหลายธาตปะปนกนอยรวมทงมไอโซโทปของยเรเนยมเพมขนใหมอก 2 ไอโซโทป ไดแก U-232 และ U-236 ทเกดจากปฏกรยาการจบนวตรอน ( neutron capture ) ของยเรเนยมในเครองปฏกรณ สองไอโซโทปนสลายตวเรวกวา U-235 และ U-238 มาก U-232 เปนไอโซโทปรงสชนดหนงทเกดขน มการสลายตวโดยใหรงสแกมมาความเขมสง ท าใหจ าเปนตองมระบบปองกนรงส U-236 เปนไอโซโทปทดดกลนนวตรอนไดสงอาจท าใหปฏกรยาฟชชนตอเนอง ( chain reaction ) ในเครองปฏกรณเกดขนลดลง แสดงวาการเสรมสมรรถนะทมระดบของ U-235 สงขนจะท าใหเกด U-236 ทตองมการชดเชยการดดกลนนวตรอนเพมขนดวย การน ายเรเนยมกลบมาใชใหมจงตองมการเสรมสมรรถนะแยกจากยเรเนยมใหม

การเสรมสมรรถนะใหมสามารถใชไดทงกระบวนการ diffusion และกระบวนการ centrifuge แตสงทตองปองกนคอการเปรอะเปอนสารกมมนตรงส โดยทางทฤษฎกระบวนการใชเลเซอรสามารถแกปญหาเรองนได เนองจากมการแยกออกมาเฉพาะ U-235 แตยงคงตองท าการทดลองในการน ามาใชกบกระบวนการน าเชอเพลงกลบมาใชใหม

การเสรมสมรรถนะยเรเนยมทน ากลบมาใชใหม (Enrichment of reprocessed uranium)

กระบวนการหลงจากเสรมสมรรถนะ UF6 ทเสรมสมรรถนะแลวจะถกเปลยนเปน UO2 และขนรปเปนเมดเชอเพลง (

fuel pellets ) เมอเผาจนอยในรปเซรามกสแลวจงบรรจในทอโลหะท าใหอยในรปของแทงเชอเพลง ( fuel rods ) โดยทวไปจะมความยาวประมาณ 4 เมตร แทงเชอเพลงหลายๆ แทงรวมกนเปนชด เรยกวามดเชอเพลง ( fuel assembly ) ซงพรอมทจะน าไปตดตงในเครองปฏกรณนวเคลยร ( nuclear reactor )

Uranium-Thorium dating

ยเรเนยม-235 เพยง 1 กรม ใหความรอนเทยบเทาถานหนชนด 3 ตน ในโรงไฟฟานวเคลยร ขนาด 1,000 เมกะวตตมความสนเปลองยเรเนยมเขมขนแบบใชครงเดยว ประมาณ 30 ตนตอปถาใชถานลกไนตจะตองมปรมาณถง 6,000,000 ตนตอป

http://www.uic.com.au/nip33.htm http://www.nst.or.th/article/article494/article49403.h http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Conversion-

Enrichment-and-Fabrication/Uranium-Enrichment/tm http://energy.usgs.gov/OtherEnergy/Uranium.aspx http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Conversion-

Enrichment-and-Fabrication/Fuel-Fabrication/ http://www.nst.or.th/article/article494/article49405.htm