Sarı pasta (aynı zamanda uranya olarak da adlandırılır), liç çözeltilerinden elde edilen toz hâlinde bir uranyum konsantresi türü olup, uranyum cevherlerinin işlenmesinde ara bir aşamayı temsil eder. Bu madde, uranyum madenciliğinden sonra ancak yakıt üretimi veya uranyum zenginleştirme işlemlerinden önce üretilir.
Sarı pasta konsantreleri, cevher türüne bağlı olarak değişen çeşitli ekstraksiyon ve rafinasyon yöntemleriyle elde edilir. Üretim süreci, uranyum cevherinin öğütülmesini ve kimyasal işlemlerden geçirilmesini içerir. Bunun sonucunda keskin kokulu, suda çözünmeyen iri taneli bir toz ortaya çıkar.
Sarı pasta genellikle yaklaşık %80 oranında uranyum oksit içerir ve yaklaşık 2880 °C'de erir.
Üretim süreci
Geleneksel uranyum madenciliği, ham uranyum cevherinin klasik yöntemlerle çıkarılmasını içerir. Bu yöntem birçok sahada hâlen yaygın olarak kullanılmaktadır. Üretim süreci, cevherin kırıcılar ve öğütücüler kullanılarak ince bir toz hâline getirilmesiyle başlar. Bu işlem sonucunda “hamur hâline getirilmiş” cevher elde edilir. Bu malzeme daha sonra uranyumu çözündürmek amacıyla derişik asit, alkali veya peroksit çözeltileriyle işleme tabi tutulur.
Modern uygulamalarda, sarı pasta üretiminin yaklaşık yarısı yerinde liç yöntemiyle gerçekleştirilir. Bu yöntemde çözeltiler, fiziksel kazı yapılmaksızın doğrudan uranyum yatakları içerisinden pompalanır. Elde edilen çözelti daha sonra kurutulup filtrelenerek sarı pasta elde edilir.
Adına rağmen, modern sarı pasta genellikle sarıdan ziyade kahverengi veya siyah renktedir. Bu terim, erken dönem madencilik faaliyetlerinde elde edilen konsantrelerin renk ve dokusundan kaynaklanmaktadır.
Bileşim
Erken dönem sarı pasta bileşimleri yeterince iyi karakterize edilmemiştir. 1970 yılına kadar, Amerika Birleşik Devletleri Maden Bürosu sarı pastayı basitçe öğütme sürecinin nihai çökeltisi olarak tanımlamış ve bunun amonyum diuranat veya sodyum diuranat olduğu varsayılmıştır. Gerçek bileşim ise kullanılan liç çözeltilerine ve çöktürme koşullarına bağlı olarak önemli ölçüde değişiklik gösterir. Sarı pastada tanımlanan bileşikler arasında uranil hidroksit, uranil sülfat, sodyum para-uranat ve uranil peroksit ile çeşitli uranyum oksitleri yer alır. Günümüzde sarı pasta genellikle ağırlıkça %70 ila %90 oranında triuranyum oktaoksit (U₃O₈) içerir; ayrıca uranyum dioksit (UO₂) ve uranyum trioksit (UO₃) gibi diğer oksitler de bulunur.
Sarı pasta üretimi, uranyum cevherinin çıkarıldığı tüm ülkelerde gerçekleştirilmektedir.
İleri işlem
Sarı pasta, nükleer yakıt üretimi için hammadde olarak kullanılır. Reaktörlerde kullanılmak üzere, özellikle basınçlı ağır su reaktörleri ve doğal zenginleştirilmemiş uranyum kullanan diğer sistemler için, yakıt çubuklarına işlenmek üzere saflaştırılmış UO₂’ye dönüştürülür.
Zenginleştirme amaçları için uranyum oksitleri, florürleme yoluyla uranyum hekzaflorür gazına (UF₆) dönüştürülür. Bu gaz daha sonra izotop ayrımı için gaz difüzyonu veya gaz santrifüj yöntemlerine tabi tutulur. Bu yöntemler, çoğu ticari enerji reaktörü için uygun olan düşük zenginleştirilmiş uranyum (en fazla %20 U-235) üretebilir.
Ek işlemle, denizcilik tahrik sistemleri için yüksek zenginleştirilmiş uranyum (%20 veya daha fazla U-235) elde edilebilir. Daha ileri rafinasyon ise nükleer silahlar için silah sınıfı uranyum (genellikle %90’dan fazla U-235) üretilebilir.
Radyoaktivite ve güvenlik
Sarı pasta ağırlıklı olarak (%99’dan fazla) U-238 içerir ve bu izotop görece düşük radyoaktiviteye sahiptir. 4,468 milyar yıl yarı ömre sahip olan U-238, radyasyonu yavaş bir şekilde yayar. U-235’in yoğunlaştırılmasından önceki bu işlem aşamasında, maddenin radyoaktivitesi yer altındaki doğal hâliyle eşdeğerdir ve doğal izotop oranları korunur. Genel olarak stabil olmasına rağmen, sarı pasta solunum yoluyla maruz kalındığında tehlike oluşturabilir.
Ayrıca Bakınız
Kaynakça
- ^ a b "Uranium leaching - How yellowcake is made" (PDF). 29 Kasım 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 30 Mart 2026.
- ^ "Yellowcake | Nuclear Regulatory Commission". www.nrc.gov. 20 Mayıs 2026 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Mart 2026.
- ^ "Yellow cake". 6 Temmuz 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi.
- ^ Hausen, Donald M. (1998). "Characterizing and Classifying Uranium Yellow Cakes: A Background". JOM. 50 (12): 45–47. Bibcode:1998JOM....50l..45H. doi:10.1007/s11837-998-0307-5. S2CID 97023067.
- ^ Williams, Malcolm; Todd, G, Danie; Pohl, Hana; Taylor, Jessilynn; Ingerman, Lisa; Carlson-Lynch, Heather; Hard, Courtney; Citra, Mario (1 Haziran 2018). "Toxicological profile for toluene diisocyanate and methylenediphenyl diisocyanate".