Мазмұны

• Қадамдар
• 7 -ші әдіс 1: негізгі байыту процесі
• 7 әдіс 2: газ диффузия процесі
• 7 -ші әдіс 3: Газды біріктіру процесі
• 7 -ші әдіс 4: Аэродинамикалық бөлу процесі
• 7 -ші әдіс 5: Сұйық термиялық диффузия процесі
• 7 -ші әдіс 6: Электромагниттік изотоптарды бөлу процесі
• 7 -ші әдіс 7: Лазерлік изотоптарды бөлу процесі
• Кеңестер
• Ескертулер

Уран ядролық реакторларға отын ретінде пайдаланылады және 1945 жылы Хиросимаға тасталған бірінші атом бомбасын жасау үшін де қолданылған. Уран уран массасы әр түрлі атомдық массалары мен радиоактивтіліктің әр түрлі изотоптары бар уран шайыр кенінен өндіріледі. Ыдырау реакциясында қолдану үшін U изотопының мөлшерін белгілі бір деңгейге дейін арттыру қажет. Бұл процесс уран байыту деп аталады. Мұны істеудің бірнеше әдісі бар.

Қадамдар

7 -ші әдіс 1: негізгі байыту процесі

1. 1 Уранды не үшін пайдаланатындығыңызды шешіңіз. Әдетте уран кенінің құрамында тек 0,7% U бар, ал қалғаны салыстырмалы түрде тұрақты U изотопынан тұрады. Уранды қолданғыңыз келетін реакция түрі кенді пайдалану үшін кенді байыту қажет U деңгейін анықтайды. уран тиімді түрде қол жетімді. ...
   • Атом энергетикасында қолданылатын уран 3-5% U. деңгейіне дейін байытылуы керек (кейбір ядролық реакторларда байытылмаған уран қолданылуы қажет).
   • Ядролық қару жасау үшін қолданылатын уран 90% U дейін байытылуы тиіс.
2. 2 Уран кенін газға айналдыру. Уранды байыту әдістерінің көпшілігі кенді төмен температуралы газға айналдыруды қажет етеді. Фторлы газ кенді конверсиялау қондырғысына айдалады. Уран оксиді фтормен әрекеттесіп, уран гексафторидін (UF) шығарады₆). Осыдан кейін U изотопы газдан оқшауланады.
3. 3 Уран байыту. Бұл мәтіннің қалған бөлігі уранды байытудың әр түрлі әдістерін сипаттайды. Ең жиі кездесетіні - газ диффузиясы мен газ центрифугасы, бірақ изотоптарды лазерлік бөлу оларды жақын арада алмастыруы керек.
4. 4 Уран гексафторидін уран диоксидіне түрлендіру (UO₂). Байытудан кейін уран одан әрі пайдалану үшін тұрақты, берік түрге айналуы тиіс.
   • Уран диоксиді ядролық реакторларға отын ретінде 4 метрлік шыбықтарды құрайтын металл түтіктерге салынған түйіршіктер түрінде қолданылады.

7 әдіс 2: газ диффузия процесі

1. 1 UF сорғы₆ құбырлар арқылы.
2. 2 Газды кеуекті сүзгіден немесе мембранадан өткізіңіз. U изотопы U, UF -тен жеңіл болғандықтан₆Құрамында жеңіл изотоп бар, ауыр изотопқа қарағанда мембрана арқылы тез өтеді.
3. 3 Диффузия процесін жеткілікті U -ны жинамайынша қайталаңыз. Қайталанатын диффузия каскадты деп аталады. U жеткілікті мөлшерде жиналғанша мембрана арқылы 1400 өту қажет болуы мүмкін.
4. 4 UF конденсациясы₆ сұйыққа айналады. Газ байытылғаннан кейін оны сұйықтыққа конденсациялайды және контейнерлерге салады, оны салқындатады және қатырады, тасымалдау мен түйіршіктерге айналдырады.
   • Сүзгілер арқылы газдың көп өтуіне байланысты бұл процесс энергияны қажет етеді, сондықтан қолданыстан шығады.

7 -ші әдіс 3: Газды біріктіру процесі

1. 1 Жоғары жылдамдықпен айналатын бірнеше цилиндрді жинаңыз. Бұл цилиндрлер центрифугалар. Центрифугалар параллель де, тізбектей де жиналады.
2. 2 UF жүктеу₆ центрифугаларда. Центрифугалар центрден тепкіш күш қолданып, оның ішіндегі ауыр газды цилиндр қабырғаларында болуға, ал жеңілірек U -мен ортасында қалуға мәжбүрлейді.
3. 3 Бөлінген газдар.
4. 4 Әр түрлі центрифугаларда осы газдармен процесті қайталаңыз. U құрамы жоғары газды одан да көп U қалпына келтіру үшін центрифуга арқылы өтеді, ал U құрамы төмен газды қалған U қалпына келтіру үшін сығып шығарады.Осылайша, газ диффузиясына қарағанда U көбірек алынады.
   • Газ центрифугаларын қолдану процесі 1940 жылдары ойлап табылды, бірақ энергияны аз тұтыну маңызды бола бастаған 1960 жылдарға дейін көп қолданылмады. Қазіргі уақытта бұл процесті қолданатын қондырғы АҚШ -тың Юнис қаласында орналасқан. Ресейде осындай 4 кәсіпорын бар, Жапония мен Қытайда - әрқайсысы 2, Ұлыбританияда, Нидерланды мен Германияда - әрқайсысы.

7 -ші әдіс 4: Аэродинамикалық бөлу процесі

1. 1 Бірнеше стационарлық тар цилиндр құрастырыңыз.
2. 2 UF енгізіңіз₆ цилиндрлерге жоғары жылдамдықпен енеді. Осылайша енгізілген газ цилиндрде циклон тәрізді айналады, нәтижесінде айналатын центрифугадағыдай U және U болып бөлінеді.
   • Оңтүстік Африкада олар баллонға газды тангенальды түрде енгізуді ойлап тапты. Қазіргі уақытта ол кремнийдегідей жеңіл изотоптарда сыналып жатыр.

7 -ші әдіс 5: Сұйық термиялық диффузия процесі

1. 1 Қысым астында газды UF айналдырыңыз₆ сұйыққа айналады.
2. 2 Екі концентрлі құбырды жасаңыз. Құбырлар өте жоғары болуы керек. Құбырлар неғұрлым ұзақ болса, соғұрлым газды бөлуге болады.
3. 3 Құбырларды сұйық су қабығымен қоршаңыз. Бұл сыртқы түтікті салқындатады.
4. 4 Құбырлардың арасына сұйық уран гексафторидін енгізіңіз.
5. 5 Ішкі түтікті бумен қыздырыңыз. Жылу UF -да конвекциялық ағын жасайды₆Бұл жеңіл U изотоптарының жылы ішкі түтікке, ал ауыр U суық сыртқы түтікке ауысуына әкеледі.
   • Бұл процесс 1940 жылы Манхэттен жобасы аясында ойлап табылды, бірақ газды диффузиялау процесі тиімдірек дамығаннан кейін ерте тоқтатылды.

7 -ші әдіс 6: Электромагниттік изотоптарды бөлу процесі

1. 1 УФ газын иондайды₆.
2. 2 Газды күшті магнит өрісі арқылы өткізіңіз.
3. 3 Ионизацияланған уран изотоптарын магнит өрісінен өткенде қалдырған іздерінен бөліңіз. У иондары U -дан өзгеше иілген іздер қалдырады. Бұл иондарды байытылған уран алу үшін бөлуге болады.
   • Бұл әдіс 1945 жылы Хиросимаға тасталған атом бомбасы үшін уран өндіру үшін қолданылған және 1992 жылы Ирак өзінің ядролық қару бағдарламасы үшін қолданған. Бұл әдіс газды тарату әдісіне қарағанда 10 есе көп энергияны қажет етеді, бұл оны ауқымды бағдарламалар үшін мүмкін емес етеді.

7 -ші әдіс 7: Лазерлік изотоптарды бөлу процесі

1. 1 Лазерді белгілі бір жиілікке реттеңіз. Лазер сәулесінің белгілі бір толқын ұзындығы болуы керек (бір түсті). Берілген толқын ұзындығында лазер тек U атомдарын нысанаға алады, ал U атомдары өзгеріссіз қалады.
2. 2 Лазерді уранға бағыттаңыз. Уран байытудың басқа әдістерінен айырмашылығы, бұл процесс уран гексафторидті газды қолдануды қажет етпейді. Сіз уран мен темір қорытпасын қолдана аласыз, ол көбінесе өнеркәсіпте жасалады.
3. 3 Қозған электрондары бар уран атомдарын шығарады. Бұл U атомдары болады.

Кеңестер

• Кейбір елдерде уран мен плутонийді ыдырау процесінен бөлу үшін ядролық қалдықтар қайта пайдаланылады. Қайта қолданылатын уран ыдырау процесінде алынған U және U -дан алынуы керек, енді уран бастапқы деңгейден жоғары деңгейге дейін байытылуы керек, себебі U нейтрондарды сіңіреді және осылайша ыдырау процесін баяулатады. Осыған байланысты, бірінші рет пайдаланылатын уранды қайта өңделген ураннан бөлек ұстау керек.

Ескертулер

• Шын мәнінде, уран радиоактивті емес. Алайда, оны UF -ге айналдыру кезінде₆ , ол сумен байланыста гидрофторлы қышқыл түзетін улы химикатқа айналады. Сондықтан уран байыту қондырғылары фтормен жұмыс жасайтын химиялық қондырғылармен бірдей қауіпсіздік пен қорғауды қажет етеді, оның құрамына УФ газын сақтау кіреді.₆ төмен қысымда және жоғары қысымда жұмыс кезінде қосымша тығыздауды қолдану.
• Қайта өңдеуге болатын уран байсалды түрде қорғалуы керек, себебі U изотоптары құрамында күшті гамма -сәуле шығаратын элементтерге ыдырайды.
• Байытылған уранды әдетте бір рет қана қолдануға болады.