عنوان :

مقاله مواد رادیو اکتیو، استخراج و آماده سازی جهت استفاده در راکتورها و تولید برق

تعداد صفحات : ۱۶۰

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

در این مقاله ابتدا به معرفی  مواد پرتو زا،کلیات اکتشاف رادیولوژی، اکتشاف اورانیوم در ایران، معدنکاری اورانیوم، فرآیند آماده سازی سنگ معدن استخراج شده، مشخصات و خصوصیات دستگاهها، نقش آزمایشگاه ها در فرآیند تغلیظ آشنا می شویم و سپس به آماده سازی محصول جهت استفاده در راکتورها و تولید برق می پردازیم.

چرخه سوخت هسته ای محور اصلی تکنولوژی هسته ای در جهان به شمار می رود و کشورهایی محدودی در جهان از این تکنولوژی برخوردارند، علاوه بر تکنولوژی این چرخه دیگر پارامترهای مهم برای عدم دستیابی دیگر کشورها به این تکنولوژی هزینه بالای آن و مدت زمان زیاد برای ایجاد چرخه سوخت است یعنی دو پارامتر زمانبد بودن و پرهزینه بودن آن نقش مهمی دراکتساب این تکنولوژی دارد.

به سبب دلایل ذکر شده در بالا برای بدست آوردن تکنولوژی چرخه سوخت، اکثر کشورهای جهان نمی توانند از این تکنولوژی بهره بگیرند و تنها ۸ کشور در جهان دارای چرخه کامل سوخت هسته ای هستند.

چرخه سوخت هسته ای در چند مرحله دنبال می شود که می توان شروع آنرا از معدن وخاتمه آنرا راکتور هسته ای دانست با این دیدگاه چرخه سوخت از معدن تا راکتور هسته ای مراحل زیر را طی می کند.

۱- اکتشاف و استخراج اورانیوم

۲- کانه آرایی و فرآوری سنگ معدن اورانیوم

۳- تولید فرآورده های اورانیوم UCF

۴- تولید بسته های سوخت FMP

۵- مجتمع میله های سوخت برای استفاده در راکتور هسته ای :

و در نهایت با قرار گرفتن مجتمع های سوخت در داخل راکتور تحت تاثیر حرارت افشا و تابش نوترون قرار می گیرد و با شکافت هسته ای اورانیوم انرژی و حرارت زیادی آزاد می گردد که تبدیل به برق می شود.

واژه های کلیدی: رادیواکتیو، تکنولوژی هسته ای، اورانیوم، معدنکاری اورانیوم، استخراج اورانیم، سیلو، سنگ شکن فکی

فهرست مطالب

فصل اول: معرفی مواد پرتو زا
۱-۱- رادیواکتیو ۲
۱-۱-۱- اثر شیمیایی ۲
۱-۱-۲- اثر لومینسانس ( فسفرسانس) ۲
۱-۱-۳- اثر یونیزاسیون ۲
۱-۲- تاریخچه و کاربرد ۷
۱-۲-۱- تاریخچه مواد رادیواکتیو۷
۱-۲-۲- کاربرد مواد رادیواکتیو ۷
۱-۲-۲-۱- تکنولوژی هسته ای ۷
۱-۳- شیمی عناصر رادیواکتیو ۱۲
۱-۳-۱- شیمی اورانیوم ۱۲
۱-۳-۲- شیمی توریوم ۱۴
۱-۴- کانی شناسی اورانیوم و توریوم ۱۴
۱-۴-۱- اتونیت ۱۴
۱-۴-۲- کارنوتیت ۱۵
۱-۴-۳- توربرنیت (کالکولیت) ۱۵
۱-۴-۴- دیگر کانیهای اورانیوم و توریم ۱۵
۱-۵- وسایل آشکارسای رادیواکتیو ۱۷
۱-۵-۱- آشکارشازی اشعه به کمک سنتیلومتر ۱۷
۱-۵-۲- آشکارسازی رادیواکتیو به کمک شمارنده گایگر ۱۷
۱-۵-۳- اسپکترومترهای اشعه ۱۸
۱-۵-۴- روشهای اکتشافی اورانیوم آشکارسازی اشعه ۲۳
۱-۵-۴-۱- امانومتری ۲۳
۱-۵-۴-۲- ترک اچ ۲۳
۱-۵-۴-۳- هلیوم متری ۲۴
۱-۵-۴-۴- اتورادیوگرافی ۲۴
۱-۶- معرفی اورانیوم ( خواص و کاربرد ) ۲۵
۱-۶-۱- منشاء و اهمیت خطرات رادیولوژیکی ۲۶
۱-۶-۲- محتوی اورانیوم سنگها۲۹
۱-۶-۳-۱- کنگلومراها ۳۱
۱-۶-۳-۲- ماسه سنگها ۳۲
۱-۶-۳-۲-۱- کانسارهای پنکوفکوردانت۳۲
۱-۶-۳-۲-۲- کانسارهای هلالی شکل ۳۴
۱-۶-۳-۲-۳- کانسارهای استک ۳۵
۱-۶-۳-۳- کانسارهای نوع رگه ای شکل ۳۶
۱-۶-۳-۴- کانسارهای رگه ای ماگمایی ۳۸
۱-۶-۳-۵- کانسارهای نوع درون ماگمایی ۳۹
۱-۶-۳-۶- کانسارهای نوع کالکریت ۴۰
۱-۶-۳-۷- سنگهای فسفاتیک اورانیوم دار ۴۱
۱-۶-۳-۸- شیلهای سیاه دریایی اورانیوم دار ۴۲
فصل دوم :
۲-۱- کلیات اکتشاف رادیولوژی ۴۴
۲-۱-۱- اصول فیزیکی اکتشاف اورانیوم به وسیله اندازه گیری تابش گاما۴۴
۲-۱-۲- منتشر کننده های تابش گاما ۴۵
۲-۱-۳- فعل و انفعالات فرآیندهای پراکنش الکترومغناطیسی ۵۲
۲-۱-۴- تابش گاما از سریهای K40,Th, U54
۲-۱-۵- منابع تابش گاما ۵۶
۲-۱-۶- تکنیکهای نمایش داده ها ۵۷
۲-۲- اصول و مبانی مغناطیس سنجی ۶۱
۲-۲-۱- خواص مغناطیسی سنگها و کانیها ۶۱
۲-۲-۲- مغناطیس زمین۶۳
۲-۳- اندازه گیریهای مغناطیسی هوا برد۶۴
۲-۳-۱- اندازه گیریهای مغناطیسی هوابرد۶۴
۲-۳-۲- اجزاء دستگاههای اساسی در مگنتومتری هوایی ۶۵
۲-۳-۳- نصب سیستم آشکارساز۶۵
۲-۳-۴- ثبت خروجی و آشکار ساز ۶۷
۲-۳-۵- روش اندازه گیری ۶۷
۲-۳-۶- پردازش داده ها ۷۰
۲-۳-۷- تفسیر نتایج ۷۱
۲-۳-۸- فایده و محدودیتهای روش مغناطیسی هوایی ۷۳
۲-۳-۹- قابلیتهای اجرایی روش مغناطیسی هوایی ۷۴
فصل سوم : اکتشاف اورانیوم در ایران
۳-۱- تاریخچه سازمان انرژی اتمی ایران ۷۷
۳-۲- فعالیتهای انجام شده در زمینه اکتشاف اورانیوم در ایران ۷۷
۳-۲-۱- منطقه ساغند ۷۷
۳-۲-۲- منطقه گچین (بندرعباس) ۷۸
۳-۲-۳- منطقه انارک ۷۹
۳-۲-۳-۱- ناحیه کالیکافی ۷۹
۳-۲-۳-۲- ناحیه طالمسی ۷۹
۳-۲-۴- منطقه جاموزیان ۷۹
۳-۲-۵- منطقه عروسان ۷۹
فصل چهارم : معدنکاری اورانیوم
۴-۱- معدنکاری اورانیوم ۸۱
۴-۲- خصوصیات معدنکاری اورانیوم ۸۱
۴-۳- روشهای معدنکاری اورانیوم ۸۲
۴-۳-۱- روش استخراج روباز ۸۲
۴-۳-۱-۱- ایمنی رادیولوژیکی در معادن روباز اورانیوم ۸۳
۴-۳-۲- روشهای استخراج زیرزمینی ۸۴
۴-۳-۲-۱- روش استخراج بلوکی یا تخریب بزرگ ۸۵
۴-۳-۲-۲- روش استخراج با احداث طبقات فرعی ۸۵
۴-۳-۲-۳- روش استخراج انباره ای ۸۵
۴-۳-۲-۴- روش استخراج کند و آکند ۸۶
۴-۳-۲-۵- روش زیربرش و پرکردن ۸۶
۴-۳-۲-۶- روش استخراج چالهای طولانی و موازی ۸۶
۴-۳-۲-۷- روش استخراج V.C.R87
۴-۳-۲-۸- روش استخراج اتاق و پایه ۸۷
۴-۳-۲-۹- روش جبهه کار کوتاه با خاکریزی ۸۸
۴-۳-۲-۱۰- روش استخراج جبهه کار طولانی ۸۸
فصل پنجم : فرآیند آماده سازی سنگ معدن استخراج شده
۵-۱- آماده سازی سنگ معدن ۹۰
۵-۱-۱- سیلو ۹۰
۵-۱-۲- سنگ شکن فکی ۹۰
۵-۱-۳- سنگ شکن مخروطی ۹۰
۵-۱-۴- الک متحرک نوسانی ۹۰
۵-۱-۵- آسیاب گلوله ای دوار ۹۱
۵-۱-۶- جداکننده مغناطیسی ۹۱
۵-۱-۷- تیکنر ۹۱
۵-۳- استخراج اورانیم از سنگ معدن ۹۱
۵-۲-۱- فرایند لیچینگ ۹۱
۵-۲-۱-۱- متغیرهای فرآیند ۹۳
۵-۲-۱-۱-۱- اندازه سنگ معدن ۹۳
۵-۲-۱-۱-۲- غلظت اسید ۹۳
۵-۲-۱-۱-۳- اکسیداسیون ۹۴
۵-۲-۱-۱-۴- درجه حرارت و زمان عملیات ۹۴
۵-۲-۱-۱-۵- وزن مخصوص و گرانروی ۹۵
۵-۲-۲- جداسازی جامد – مایع ۹۵
۵-۳- خالص سازی و تغلیظ ۹۶
۵-۳-۱- استخراج با حلال ۹۷
۵-۳-۲- تبادل یونی با رزین ۱۰۱
۵-۴- رسوب گیری ۱۰۳
۵-۵- آبگیری و کلینه کردن ۱۰۴
۵-۶- اطلاعات مربوط به مصرف مواد شیمیایی درکارخانه نیمه صنعتی ۱۰۵
فصل ششم: مشخصات وخصوصیات دستگاهها
۶-۱- سیلو ۱۱۱
۶-۲- سنگ شکن فکی ۱۱۲
۶-۳- تسمه نقاله ۱۱۳
۶-۴- سنگ شکن مخروطی ۱۱۳
۶-۵- الکهای متحرک نوسانی ۱۱۴
۶-۶- آسیاب گلوله ای دوار ۱۱۵
۶-۷- طبقه بندی گننده مارپیچی ۱۱۷
۶-۸- جدا کننده مغناطیسی۱۱۹
۶-۹- تیکنر ۱۲۱
۶-۱۰- مخازن لیچینگ ۱۲۲
۶-۱۱- صافی بشکه ای ۱۲۳
۶-۱۲- سانتریفیوژ ۱۲۴
۶-۱۳- مخلوط کننده وجدا کننده ۱۲۶
۶-۱۴- جریان سنج ۱۲۷
۶-۱۵- رسوب دهنده ۱۲۹
۶-۱۶- کوره ۱۲۹
فصل هفتم : نقش آزمایشگاه ها در فرآیند تغلیظ
۷-۱- آزمایشگاه فرآیند لیچینگ ۱۳۱
۷-۲- آزمایشگاه فرآیند خالص سازی و تغلیظ ۱۳۲
۷-۲-۱- استخراج با حلال ۱۳۲
۷-۲-۲- استخراج با تبادل یونی توسط رزین ۱۳۴
۷-۳- آزمایشگاه فرایند رسوب گیری ۱۳۴
۷-۴- آزمایشگاه تجزیه و تحلیل مواد ۱۳۵
فصل هشتم : آماده سازی محصول جهت استفاده در راکتورها و تولید برق۱۳۸
منابع۱۴۳

منابع :

۱-حسنی پاک، علی اصغر، شرف الدین، ۱۳۸۰ «تحلیل داده های اکتشافی» انتشارات دانشگاه تهران، تهران، ایران، فصل دوم.
۲-ندافی- ف‌، قریب- ا، شارشاد- ع ، جوانشیر- پ «آشنایی با سیکل سوخت هسته ای و پروژه تغلیظ» زیر نظر معاونت مواد اولیه و سوخت سازمان انرژی اتمی ایران فصل چهارم و پنجم و ششم
۳- قادری، محمدرضا، ۱۳۷۸ ، «سیمنار معدنکاری فرآوری کانسنگهای اورانیوم دار زیر نظر سازمان انرژی اتمی معاونت تولید سوخت هسته ای، فصل اول، سوم
۴-شاکری، کمال «پرتوزایی در مناطق اکتشافی و استخراجی» سازمان انرژی اتمی، گزارش داخلی، ۱۳۷۲
۵-واحد اکتشاف و استخراج سازمان انرژی اتمی ایران، «طراحی پایه معادن اورانیوم ساعته» واحد اکتشاف و استخراج، گزارش داخلی ۱۳۷۳٫

مقدمه

اورانیوم، عنصری کمیاب محسوب می شود. این عنصر کاربردهای ویژه‌ای دارد؛ بنابراین تهیه، تولید و بازار مصرف آن به گونه ای خاص کنترل می شود. این عمل توسط «آژانس بین المللی انرژی اتمی»، انجام می پذیرد.

در گذشته نه چندان دور، هر یک از کشورها جداگانه فعالیت می نمودند؛ تا اینکه آژانس مزبور پایه گذاری شد. پس از فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی و تحول سیاسی در شرق اروپا، کشورهای بیشتری به آژانس مزبور، پیوستند. در حال حاضر، آژانس بین المللی انرژی اتمی ۱۲۰ عضو دارد؛ که کشور ما نیز یکی از آنان است.

در ایران،فعالیت های هسته ای زیر نظر سازمان انرژی اتمی انجام می شود. سازمان مزبور، از چند معاونت تشکی شده؛ که معاونت تولید سوخت هسته‌ای، یکی از آنان است. معاونت مورد نظر، از چند واحد تشکیل می شود؛ که واحدهای اکتشاف و استخراج، سوخت و کانه آرایی دو واحد مهم آن محسوب می شوند.

واحد اکتشاف و استخراج، فعالیت‌های مربوط به اکتشاف و استخراج کانسارهای اورانیوم را، به عهده دارد. واحد سوخت و کانه آرایی، در رابطه با فرآوری کانسنگ های اورانیوم دار، فعالیت می کند.

از نظر اکتشافی، فعالیت های گسترده ای انجام شده ؛ و دو سوم کشور توسط پروازهای هوایی و دورسنجی مورد بررسی قرار گرفته است؛ که این فعالیت ها همچنان ادامه دارد.

پس از کشف مناطقی که دارای معدن اورانیوم هستند مثل منطقه سلقه و معدنکاری اورانیوم و استخراج آن توسط فرآیندهای سنگ معدن آماده تغلیظ شده ، و جهت تهیه در نیروگاه های هسته‌ای مورد استفاده قرار می گیرد. امید است که در این پروژه توانسته باشم نمایی از چرخه سوخت هسته ای در ایران را به رشته تحریر درآورده باشم.

۱-۱- رادیواکتیویته (Radio activity)

فروپاشی خودبخود هسته یک اتم باعث گسیل پرتوهائی از اتم می گردد که این پدیده را رادیواکتیویته وپرتوهای ساطع شده را در مجموع تشعشعات رادیو اکتیو می نامند که خود شامل اشعه فروپاشی خودبخود هسته یک اتم باعث گسیل پرتوهائی از اتم می گردد که این پدیده را رادیواکتیویته وپرتوهای ساطع شده را در مجموع تشعشعات رادیو اکتیو می نامند که خود شامل اشعه  از جنس هسته هلیم  (بارمثبت)، اشعه  از الکترونها ( بار منفی ) و اشعه  است که آن نیز از سری امواج الکترومانیتیک با فرکانس بالا می باشد و می توان ذرات فوتون را به آن نسبت داد. قدرت نفوذ اشعه  در شرایط متعارفی در حدود چند سانتیمتر در هوا بوده بطوریکه با یک ورق کاغذ براحتی می توان جلوی آنها را سد کرد. اشعه حداکثر تا ۵/۱ میلی متر در سرب قابلیت نفوذ داشته و بالاخره اشعه  دارای قدرت نفوذ بسیار زیادی است و تا چندین سانتیمتر در سرب نفوذ می کند. پرتوهای رادیواکتیو بهنگام برخورد با مواد گوناگونی سه اثر مختلف از خود بجا می گذارند:

۱-۱-۱- اثر شیمیائی:

نظیر اثر نور بر امولوسیونهای حساس وفیلم عکاسی ( که منجر به کشف اشعه رادیواکتیو توسط هانری بکرل (۱۸۹۶) گردید):

۱-۱-۲- اثر لومینسانس ( فسفرسانس) :

این پدیده تحت عنوان Scintillation در ساختمان دستگاه های سنتیلومتر مورد بحث قرار خواهد گرفت.

۱-۱-۳- اثر یونیزاسیون:

که باعث یونیزه شدن برخی از گازها می شود که این خاصیت نیز بنوبه خود اساس کار برخی از وسایل سنجش رادیواکتیویته می باشد. (شمارشگر های گایگر)

هسته اتم با تشعش پرتوهای  به هسته‌ای متفاوت با خواص جدید تبدیل می‌گردد. به عبارتی با تغییر جرم و عدد اتمی که ناشی از خروج پروتونها در قالب اشعه  و الکترونها در قالب اشعه  است اتم جدیدی بوجود می‌آید. این پدیده تحت عنوان تلاش هسته‌ای یا تلاشی رادیواکتیو[۱]نامیده می شود. می‌دانیم مقدار تغییرات لحظه ای فوق نسبت به اتمهای حاضر در اتم(N) در لحظه دلخواه (T) مقدار ثابتی است ( قانون تجزیه) ، یعنی:

(  = مقدار ثابت برای هر ایزوتوپ )

به عبارتی نسبت تلاشی هر هسته با تعداد اتمهای حاضر آن ایزوتوپ بوجود آمده نسبت مستقیم دارد.

(N تعداد اتمهای اولیه در لحظه t=0)

قانون تجزیه

هرگاه حالتی رادر نظر بگیریم که نصف اتمهای اولیه تبدیل به اتمهای حاضر شده اند یعنی نسبت  باشد، داریم:

در اینجا t را با  نمایش داده و آنرا نیمه عمر آن اتم می نامیم.

(Half-Life)

پس  مدت زمان لازم برای تبدیل نصف اتمهای اولیه به اتمهای ثانویه می باشد. این زمان برای اتمهای گوناگون متفاوت بوده و مثلاً برای پلونیوم – ۲۱۴ برابر  ثانیه وب رای اروانیوم –۲۳۸ برابر  سال می باشد. این فعل و انفعالات تا جائی ادامه می‌یابد که منتهی به ایجاد یک اتم پایدار گردد. تا به حال سه سری از این واکنش ها شناسایی شده اند که پس از طی مراحل واسطه‌ای همگی به سرب ختم می‌شوند. در شکلهای (۱-۱) و (۱-۲) دو سری اورانیوم –۲۳۸ و توریم – ۲۳۲ نشان داده شده اند.

در علم زمین شناسی از پدیده فوق برای تعیین سن مطلق (Absolute Age) سنگها استفاده می‌شود که به روشهای مختلف مثل روش اورانیوم، روش پتاسیم آرگن، روش روبیدیم – استرونسیوم و کربن –۱۴ انجام می پذیرد.

۱-۲-۱- تاریخچه

مواد رادیواکتیو اورانیوم در سال ۱۷۸۹ توسط M.H.Klaproth کشف و بخاطر همزمانی آن با کشف سیاره اورانوس در آن دهه (۱۷۸۱) بنام اورانیوم خوانده شد ولی برای اولین بار بطور خالص توسط Peligot (1841) تهیه گردید. توریوم نیز در سال ۱۸۲۸ توسط J.Berzelius کشف شد. با کشف پدیده رادیواکتیویته توسط بکرل، (۱۸۹۶) و مطالعات پرارزش بعدی توسط دانشمندانی نظیر راترفورد، کوری، گابگر، مایر، ویلورد،  بکلر، چادویک و سرانجام کشف رادیواکتیویته مصنوعی توسط ایرن و ژولیوکوری (۱۹۳۴) اهمیت مواد رادیواکتیو فزونی یافت.

۱-۲-۲- ۱- کاربرد:

مواد رادیواکتیو انفجار دو بمب اتمی در ۱۹۴۵ قدرت بسیار عظیم انرژی اتمی را بر همگان روشن ساخت و از آن ببعد موج جدیدی برای اکتشاف اورانیوم و دستیابی به انرژی هسته‌ای آغاز گشت. تا قبل از آن تاریخ مهمترین استفاده از سنگهای معدنی اورانیوم بخاطر تهیه رادیوم بود که برای اولین بار توسط کوری ها کشف شده بود. رادیوم در آن موقع بعنوان یک منبع رادیواکتیو برای آزمایشات فیزیکی و شیمیائی گوناگون اربرد داشت و در نتیجه اورانیوم بعنوان یک محصول فرعی[۱] رادیوم محسوب می شد.

از خود اورانیوم نیز بعنوان ماده رنگین در صنایع سرامیک و شیشه سازی عکاسی و بعنوان کاتالیزور در برخی واکنشهای شیمیائی و موارد محدود دیگری استفاده می‌شد.

۱-۲-۱-۱- تکنولوژی هسته‌ای:

نیاز به اورانیوم برای مصارف صنعتی با کنترل انرژی اتمی آغاز شد و پیشرفتهای بسیار چشمگیری در تکنیکهای اکتشافی و استخراج آن بوقوع پیوست. اهمیت انرژی اتمی را زمانی بهتر درک می‌کنیم که بدانیم چیزی حدود ۵۰۰ گرم اورانیوم خالص ( که مکعبی به ابعاد ۵/۱ اینچ می شود) در حدود ۱۰۰۰۰ وات- ساعت انرژی تولید می‌کند که معادل انرژی حاصل از احتراق ۱۵۰۰ تن زغالسنگ است. در حال حاضر در حدود ۳۷۵ نیروگاه اتمی در جهان در حال کار بوده و در حدود ۱۵% انرژی مورد نیاز در جهان را تأمین می ‌کنند و صنایع دیگری نیز با استفاده از انرژی اتمی مشغول بکار هستند.

کاربردهای وسیع تکنولوژی هسته‌ای را در همه جا می‌توان یافت از جمله در ایران از فعالیتهای سازمان انرژی اتمی ایران در زمینه استرلیزاسیون با اشعه گاما و یا تولید رادیوایزوتوپ های داروئی می‌توان نام برد.

اورانیوم خالص طبیعی حاوی حدود ۲۸/۹۹% ایزوتوپ اورانیوم –۲۳۸ و ۷۱/۰% اورانیوم – ۲۳۵ و۰۰۵۷/۰ % اورانیوم –۲۳۴ است که در این میان تنها ایزوتوپ – ۲۳۵ قابلیت شکافتن با نوترونهای حرارتی را داراست و از این رو بایستی بوسیله روشهای پیچیده‌ای از اورانیوم طبیعی جدا شود. دو ماده دیگر نیز بعنوان سوخت می‌توانند بکار روند: اورانیوم –۲۳۳ که بطریق «تحولات زاینده» از توریوم – ۲۳۲ بدست می آید و نیز پلوتونیوم –۲۳۹ که آن نیز بطور مصنوعی از اورانیوم –۲۳۸ حاصل می شود. ولی تقریبا تمامی راکتورهای در حال بهره برداری در جهان با اورانیوم – ۲۳۵ و تعداد کمی با پلوتونیوم –۲۳۹ کار می‌کنند.

بنابراین هدف اصلی پروژه های اکتشافی عنصر اورانیوم می باشد چرا که فعلاً توریوم مصرف چندانی مگر بعنوان دیرگداز در ساخت برخی آلیاژهای مخصوص ندارد و مصرف جهانی آن تنها حدود ۳۰۰ تن در سال است. در قسمتهای بعدی نیز اکثراً تأکید بر اورانیوم داشته و فقط در مواردی از توریوم نیز ذکر می شود.

پس از استفاده از سوختهای هسته ای در راکتورها برخی از مواد باقیمانده مجدداً با اعمال فرایندهائی روی آنها بعنوان سوخت به راکتور بازگردانده و برخی بصورت پس مانده‌ها بایستی از جریان خارج شوند. امروزه مسئله از بین بردن و یا به عبارت صحیح تر از سترس خارج شدن این مواد که فوق العاده قدرت آلوده کنندگی دارند از جمله مشکلات فرعی تکنولوژی هسته‌ای می باشد. بخصوص آنکه مسئله دفن زباله های اتمی نیاز به مطالعات و بررسی بسیار دقیق و کنترل شده ژئوتکنیکی و مهندسی بهداشت دارند؛ چرا که نشت این مواد در اثر هر عامل پیش بینی نشده ای می تواند زندگی و محیط زیست همه موجودات را بشدت به خطر اندازد.

به طور خلاصه کلیه مراحل اکتشاف ،استخراج، کانه آرائی و غنی سازی، تهیه میله های سوخت راکتور ، تولید جریان برق از نیروگاه های هسته ای و سرانجام دفن پس مانده ها را در سیکلی به نام چرخه سوخت هسته ای[۲] نمایش می‌دهیم ؛ (شکل ۲-۱) ابتدای این چرخه‌ها با اکتشاف و استخراج این مواد از زمین شروع شده و انتهای آن نیز با دفن این مواد در زمین خاتمه می یابد. که بدین ترتیب لزوم حضور کارشناسان معدن، زمین شناسی و ژئوتکنیک را در این دو مرحله و داشتن یک اطلاعات کلی از سایر مراحل را برای این افراد بخوبی توجیه می کند.

بنا به گزارشات آژانس بین المللی انرژی اتمی میزان تقاضا برای اورانیوم از ۱۰۰-۸۵ هزار تن (  با ضریب تبدیل ۸۵/۰ ) در سال ۱۹۸۵ به حدود ۸۰۰-۲۰۰ هزار تن در سال ۲۰۰۰ خواهد رسید. ( این آمار شامل بلوک شرق نمی‌شود).

در شکلهای (۲-۲) و((۲-۳) میزان تولید جهانی و نیز میزان تقاضا برای اورانیوم در سطح جهان نشان داده شده است.

[۱] . By Product

[۲] . Nuclear Fuel Cycle