Jak wzbogacić uran

Uran jest stosowany jako paliwo do reaktorów jądrowych, a także został użyty do stworzenia pierwszej bomby atomowej spadła na Hiroszimy w 1945 roku.Uran ekstrahuje się z rudy żywicy uranu, zawierającego kilka izotopów różnych masy atomowej i różnych poziomów radioaktywności. Do stosowania w reakcji rozpadu ilość izotopu jest zwiększona do pewnego poziomu. Ten proces nazywa się wzbogacaniem Uranu. Istnieje kilka sposobów na to.

Kroki

Metoda 1 z 7:
Główny proces wzbogacenia
  1. Obraz zatytułowany wzbogacony kroki uranu 1
jeden. Zdecyduj, dlaczego będziesz używać uranu. Z reguły, ruda Uran zawiera tylko 0,7% U i w przeciwnym razie składa się z stosunkowo stabilnego izotopu u.Od rodzaju reakcji, w której zamierzasz używać Uranu, zależy od poziomu U, do którego trzeba wzbogacić rudę, aby użyć istniejącego uranu tak skutecznie, jak to możliwe.
  • Uranium stosowane w mocy jądrowej musi być wzbogacony o 3-5% u. (Niektóre reaktory jądrowe sugerują stosowanie niewykształconego uranu).
  • Uran używany do tworzenia broni jądrowej musi być wzbogacona o 90% U.
  • Obraz zatytułowany wzbogacony kroki uranu 2
    2. Obróć rudę uranową na gaz. Większość metod wzbogactwa uranu wymagają transformacji rudy w gazu o niskiej temperaturze. W instalacji transformacji rudy wlać gaz fluorkowy. Tlenek uranu współdziała z fluorem, wynikającym z heksafluorku uranu (UF6). Po czym izotopa.
  • Obraz zatytułowany wzbogacony kroki uranu 3
    3. Wzbogacenie uranu. Pozostała część tego tekstu opisuje różne sposoby wzbogacenia uranu. Najczęściej najczęstszym dyfuzji gazu i wirówki gazowej są najczęściej jednak rozdzielanie laserowe izotopów powinno je wkrótce ich zastąpić.
  • Obraz zatytułowany wzbogacony kroki uranu 4
    cztery. Obróć heksafluorek uranu do dwutlenku uranu (UO2). Po wzbogacaniu uran powinien zostać przekształcony w stabilną, mocną formę do dalszego wykorzystania.
  • Dwutlenek uranu stosuje się jako paliwo do reaktorów jądrowych w postaci granulek umieszczonych w metalowych rurach tworzących 4-metrowe pręty.
  • Metoda 2 z 7:
    Proces dyfuzyjny gazu
    1. Obraz zatytułowany wzbogacony krok 5
    jeden. Pompowanie UF6 przez rury.
  • Obraz zatytułowany wzbogacony krok uranowy
    2. Pomiń gaz przez porowaty filtr lub membrana. Ponieważ izotop jest łatwiejszy niż U, UF6, zawierający lżejszy izotop przejdzie przez membrana szybciej niż cięższy izotop.
  • Obraz zatytułowany Enrich Uran krok 7
    3. Powtórz proces dyfuzji, aż będziesz zebrać wystarczająco dużo. Powtarzająca się dyfuzja nazywana jest kaskadą. Może zajmie to 1400 transmisji przez membranę, zanim zostanie wystarczająco zebrany.
  • Obraz zatytułowany wzbogacony krok 8
    cztery. Znajdź UF6 w cieczy. Po wzbogaceniu gazu jest skondensowany do cieczy i jest umieszczony w pojemnikach, w których chłodzi się i utwardza ​​do transportu i transformacji w granulki.
  • Ze względu na dużą liczbę przejść gazu przez filtry proces ten jest zużyciem energii, a zatem wychodzi z użycia.
  • Metoda 3 z 7:
    Proces zamglań gazu
    1. Obraz zatytułowany wzbogacony kroki Uranu
    jeden. Zbierz kilka cylindrów obracających się z dużą prędkością. Te cylindry są wirówkami. Wirówki są zbierane jako równolegle, jednocześnie konsekwentnie.
  • Obraz zatytułowany Enrich Uran krok 10
    2. Sprawdź UF6 W Centrifugu. Centrifuga używa mocy odśrodkowej, aby wymusić cięższy gaz zawierający, być na ścianach cylindra i łatwo, z U, - pobyt w centrum.
  • Obraz zatytułowany wzbogacony kroki uranu
    3. Wybierz rozdzielone gazy.
  • Obraz zatytułowany wzbogacony krok 12
    cztery. Powtórz proces z tymi gazami w różnych wirnicach. Gaz z wysoką zawartością U jest przekazywany przez wirówkę, aby podkreślić jeszcze więcej U, a gaz o niskiej zawartości tego izotopu jest ściśnięty, aby uzyskać pozostałości. W ten sposób okazuje się więcej U niż dyfuzja gazu.
  • Proces stosowania wirówek gazowych wynaleziono w latach 40. XX wieku, ale nie był szczególnie stosowany do lat 60., kiedy zaczęła się znaczyć mniejsze zużycie energii. Obecnie przedsiębiorstwo wykorzystujące ten proces jest w UNICES, USA.W Rosji są 4 takie przedsiębiorstwa, w Japonii i Chiny - 2, w Wielkiej Brytanii, Holandii i Niemczech - jeden.
  • Metoda 4 z 7:
    Proces separacji aerodynamicznej
    1. Obraz zatytułowany wzbogacony kroki uranu 13
    jeden. Zbuduj kilka stacjonarnych wąskich cylindrów.
  • Obraz zatytułowany wzbogacony kroki uranu 14
    2. Wpisz UF6 W cylindrach z dużą prędkością. Gaz wprowadzony w ten sposób obróci się w cyklonie jako cyklon, w wyniku którego jest podzielony na U i U, jak w wiruku obrotowej.
  • W RPA wynalazł gaz w cylindrze stycznym. W tej chwili jest testowany na lekkich izotopach, w obu krzemu.
  • Metoda 5 z 7:
    Proces płynnej dyfuzji termicznej
    1. Obraz zatytułowany wzbogacony kroki uranu 15
    jeden. Pod presją, obróć gaz UF6 w cieczy.
  • Obraz zatytułowany Enrich Uran krok 16
    2. Zbuduj dwie koncentryczne rury. Rury muszą być dość wysokie. Im dłużej rura, tym więcej gazu można podzielić.
  • Obraz zatytułowany wzbogacony kroki uranu 17
    3. Ogrzyj rurę skorupą ciekłej wody. Ochłodzi się z zewnętrzną rurą.
  • Obraz zatytułowany wzbogacony krok uranowy
    cztery. Wprowadź ciekłym heksafluorku uranu między rurami.
  • Obraz zatytułowany wzbogacony kroki uranu
    pięć. Podgrzej rurkę wewnętrzną parą. Ciepło spowoduje utworzenie strumienia konwekcji w UF6, który sprawi, że lekkie izotopy przenieś się do ciepłej wewnętrznej rurki i ciężkie u - do zimnego zewnętrznego.
  • Proces ten został wynaleziony w 1940 roku w ramach projektu Manhattan, ale został porzucony na wczesnym etapie po opracowaniu bardziej wydajnego procesu dyfuzji gazu.
  • Metoda 6 z 7:
    Proces separacji izotopu elektromagnetycznego
    1. Obraz zatytułowany wzbogacony krok 20
    jeden. Jonizuj gaz uf6.
  • Obraz zatytułowany wzbogacony kroki uranu
    2. Tęskni za gazem przez silne pole magnetyczne.
  • Obraz zatytułowany wzbogacony kroki uranu 22
    3. Oddzielne zjonizowane izotopy uranowe w śladach, które odchodzą, przechodzą przez pole magnetyczne. U jony zostawiają ślady, które wyginają inaczej niż ty. Jony te można oddzielić, aby uzyskać wzbogacony uran.
  • Metoda ta została wykorzystana do wytwarzania uranu do bomby atomowej spadła na Hiroshima w 1945 r. I był używany przez Irak dla swojego programu broni jądrowej w 1992 roku. Metoda ta wymaga 10 razy więcej energii niż metoda dyfuzji gazu, co czyni go niepraktyczną dla programów na dużą skalę.
  • Metoda 7 z 7:
    Proces rozdzielania laserowych izotopów
    1. Obraz zatytułowany wzbogacony kroki uranu
    jeden. Ustaw laser na określoną częstotliwość. Światło laserowe powinno mieć specjalną długość fali (monochromatyczna). Przy danej długości fali laser będzie skierowany tylko do atomów U, pozostawiając atomy U.
  • Obraz zatytułowany wzbogacony kroki uranu 24
    2. Wyślij laser do uranu. W przeciwieństwie do innych metod wzbogacenia uranu, proces ten nie wymaga gazu heksafluoricznego uranu. Możesz użyć stopu uranu i żelaza, który jest najczęściej wykonywany w przemyśle.
  • Obraz zatytułowany wzbogacony krok 25
    3. Atomy uranu z podekscytowanymi elektronami. To będzie atomy.
  • Rada

    • W niektórych krajach odpady jądrowe ponowne wykorzystuje uran i pluton, który pozostał po procesie rozpadu. Ponowne wykorzystane uran będzie musiał zostać wyodrębniony z U. Z tego powodu Uran, używany po raz pierwszy, należy przechowywać oddzielnie od ponownego użycia.

    Ostrzeżenie

    • W rzeczywistości Uran jest słabo radioaktywny. Jednak podczas obracania go do UF6 , Włącza się w toksyczną substancję chemiczną, w kontakcie z wodą tworząc kwas hydrofluorowy (kwas ten nazywany jest pulą, ponieważ jest wyryty przez szkło). Dlatego przedsiębiorstwa wzbogacające uranu wymagają tego samego poziomu bezpieczeństwa i ochrony jako przedsiębiorstwa chemiczne pracujące z fluorem, który obejmuje przechowywanie gazu UF6 W słabym presji i stosowaniu dodatkowego uszczelnienia podczas pracy pod wysokim ciśnieniem.
    • Ponownego użytego uranu powinno być pod poważną ochroną, odkąd u Izotopów U, który jest w nim zawarty, rozpad się na elementach, które przydzielają silne promieniowanie gamma.
    • Wzbogacony uran, z reguły można ponownie użyć tylko raz.
    Podobne publikacje