MəZmun

• Addımlar
• Metod 1 -dən 7: Əsas Zənginləşdirmə Prosesi
• Metod 2 /7: Qaz Diffuziya Prosesi
• Metod 3 -dən 7: Qaz birləşmə prosesi
• Metod 4 -dən 7: Aerodinamik Ayrılma Prosesi
• Metod 5 7: Maye Termal Diffuziya Prosesi
• Metod 6 /7: Elektromaqnit İzotop Ayırma Prosesi
• Metod 7 /7: Lazer İzotop Ayırma Prosesi
• İpuçları
• Xəbərdarlıqlar

Uran nüvə reaktorları üçün yanacaq olaraq istifadə olunur və 1945 -ci ildə Xirosimaya atılan ilk atom bombasını yaratmaq üçün də istifadə edilmişdir. Uran, müxtəlif atom kütləsinə və müxtəlif radioaktivlik səviyyələrinə malik bir neçə izotopu olan uran qatranı filizindən hasil olunur. Bir çürümə reaksiyasında istifadə üçün U izotopunun miqdarı müəyyən bir səviyyəyə qaldırılmalıdır. Bu prosesə uranın zənginləşdirilməsi deyilir. Bunun bir neçə yolu var.

Addımlar

Metod 1 -dən 7: Əsas Zənginləşdirmə Prosesi

1. 1 Uranı nə məqsədlə istifadə edəcəyinizə qərar verin. Tipik olaraq, uran filizi yalnız 0,7% U ehtiva edir, qalan hissəsi nisbətən sabit U izotopundan ibarətdir. Uran istifadə etmək istədiyiniz reaksiya növü, filizdən istifadə etmək üçün filizi zənginləşdirməli olduğunuz U səviyyəsini təyin edir. uranın mümkün qədər səmərəli olması.
   • Nüvə enerjisində istifadə olunan uran 3-5% U. səviyyəsinə qədər zənginləşdirilməlidir (bəzi nüvə reaktorları zənginləşdirilməmiş uranın istifadəsini tələb edir).
   • Nüvə silahı yaratmaq üçün istifadə olunan uran 90% U -a qədər zənginləşdirilməlidir.
2. 2 Uran filizini qaza çevirin. Uran zənginləşdirmə üsullarının çoxu filizin aşağı temperaturlu qaza çevrilməsini tələb edir. Flüor qazı filiz konversiya qurğusuna vurulur. Uran oksidi, uran heksaflorid (UF) istehsal etmək üçün flor ilə qarşılıqlı təsir göstərir₆). Bundan sonra U izotopu qazdan təcrid olunur.
3. 3 Uranın zənginləşdirilməsi. Bu mətnin qalan hissəsi uranı zənginləşdirməyin müxtəlif yollarını təsvir edir. Ən çox yayılmış qaz diffuziyası və qaz santrifüjüdür, lakin lazer izotop ayrılması tezliklə onları əvəz etməlidir.
4. 4 Uran Hexafluoride -ni Uranium Dioksitə (UO) çevirin₂). Zənginləşdirildikdən sonra uran daha da istifadəsi üçün sabit və güclü bir formaya çevrilməlidir.
   • Uran dioksid, nüvə reaktorları üçün 4 metr çubuqlar meydana gətirən metal borulara yerləşdirilmiş qranullar şəklində yanacaq olaraq istifadə olunur.

Metod 2 /7: Qaz Diffuziya Prosesi

1. 1 UF nasos₆ borular vasitəsilə.
2. 2 Qazı məsaməli bir filtrdən və ya membrandan keçirin. U izotopu U, UF -dən daha yüngül olduğundan₆Daha yüngül bir izotop olan, daha ağır bir izotopdan daha sürətli membrandan keçir.
3. 3 Kifayət qədər U yığana qədər diffuziya prosesini təkrarlayın. Təkrarlanan yayılma kaskad adlanır. Kifayət qədər U toplanana qədər membrandan 1400 -ə qədər keçə bilər.
4. 4 UF sıxın₆ maye halına. Qaz zənginləşdirildikdən sonra maye halına salınır və qablara yerləşdirilir, soyudulur və daşımaq və qranullara çevrilmək üçün bərkidilir.
   • Filtrlərdən çox sayda qaz keçdiyindən bu proses enerji sərf edir və buna görə də istifadədən çıxır.

Metod 3 -dən 7: Qaz birləşmə prosesi

1. 1 Yüksək sürətlə fırlanan bir neçə silindr toplayın. Bu silindrlər santrifüjlərdir. Santrifüjlər həm paralel, həm də ardıcıl olaraq yığılır.
2. 2 UF yükləyin₆ sentrifuqalarda. Santrifüjlər, içərisində olan daha ağır qazı silindr divarlarında, daha yüngül olanı isə U ilə ortada qalmağa məcbur etmək üçün mərkəzdənqaçma qüvvəsindən istifadə edirlər.
3. 3 Ayrılmış qazlar.
4. 4 Fərqli santrifüjlərdə bu qazlarla prosesi təkrarlayın. Yüksək U tərkibli qaz, daha çox U bərpa etmək üçün bir santrifüjdən keçir və aşağı U tərkibli qaz, qalan U -nu geri qaytarmaq üçün sıxılır.Beləliklə, qaz diffuziyasından daha çox U əldə edilir.
   • Qaz santrifüjlərindən istifadə prosesi 1940 -cı illərdə icad edilmişdir, lakin daha aşağı enerji istehlakı vacib olan 1960 -cı illərə qədər çox istifadə edilməmişdir. Hazırda bu prosesdən istifadə edən obyekt ABŞ -ın Yunis şəhərində yerləşir. Rusiyada, Yaponiyada və Çində 4 belə müəssisə var - hər biri 2, Böyük Britaniyada, Hollandiyada və Almaniyada - hər biri.

Metod 4 -dən 7: Aerodinamik Ayrılma Prosesi

1. 1 Bir neçə sabit dar silindr tikin.
2. 2 UF daxil edin₆ silindrlərə yüksək sürətlə daxil olur. Bu şəkildə verilən qaz, silindrdə bir siklon kimi dönəcək və nəticədə fırlanan bir santrifüjdəki kimi U və U -ya bölünəcək.
   • Cənubi Afrikada, tangensial olaraq silindrə qaz vurmağı düşündülər. Hal -hazırda silikonda olduğu kimi işıq izotoplarında sınaqdan keçirilir.

Metod 5 7: Maye Termal Diffuziya Prosesi

1. 1 Təzyiq altında UF qazını çevirin₆ maye halına.
2. 2 İki konsentrik boru qurun. Borular olduqca yüksək olmalıdır. Borular nə qədər uzun olsa, bir o qədər çox qaz ayırıla bilər.
3. 3 Boruları maye su ilə örtün. Bu xarici borunu soyudacaq.
4. 4 Borular arasına maye uran heksaflorid enjekte edin.
5. 5 Daxili borunu buxarla qızdırın. İstilik UF -də bir konveksiya axını yaradacaq₆yüngül U izotoplarının isti daxili boruya, ağır U -nun isə soyuq xarici boruya keçməsinə səbəb olacaq.
   • Bu proses 1940 -cı ildə Manhattan Layihəsi çərçivəsində icad edilmişdir, lakin daha səmərəli qaz yayılması prosesinin inkişafından sonra erkən tərk edilmişdir.

Metod 6 /7: Elektromaqnit İzotop Ayırma Prosesi

1. 1 UF qazını ionlaşdırın₆.
2. 2 Qazı güclü bir maqnit sahəsindən keçirin.
3. 3 İonlaşmış uran izotoplarını maqnit sahəsindən keçərkən buraxdıqları izlərdən ayırın. U ionları U -dan fərqli olaraq əyilmiş izlər buraxır. Bu ionlar zənginləşdirilmiş uran istehsal etmək üçün ayrıla bilər.
   • Bu üsul 1945 -ci ildə Xirosimaya atılan atom bombası üçün uran istehsal etmək üçün istifadə edildi və 1992 -ci ildə İraq tərəfindən nüvə silahı proqramı üçün istifadə edildi. Bu üsul, qazın yayılması metodundan 10 dəfə çox enerji tələb edir ki, bu da onu genişmiqyaslı proqramlar üçün qeyri-mümkün edir.

Metod 7 /7: Lazer İzotop Ayırma Prosesi

1. 1 Lazeri müəyyən bir tezliyə uyğunlaşdırın. Lazer işığı müəyyən bir dalğa uzunluğuna (tək rəngli) malik olmalıdır. Verilən dalğa uzunluğunda, lazer yalnız U atomlarını hədəf alacaq, U atomları isə sağlam qalacaq.
2. 2 Lazeri urana yönəldin. Digər uran zənginləşdirmə üsullarından fərqli olaraq, bu proses uran heksaflorid qazının istifadəsini tələb etmir. Sənayedə ən çox edilən uran və dəmir ərintisindən istifadə edə bilərsiniz.
3. 3 Uran atomlarını həyəcanlı elektronlarla buraxacaq. Bunlar U atomları olacaq.

İpuçları

• Bəzi ölkələrdə uran və plutonyumu çürümə prosesindən ayırmaq üçün nüvə tullantıları yenidən istifadə olunur. Yenidən istifadə edilə bilən uranın çürümə prosesində əldə edilən U və U -dan çıxarılması lazım olacaq və indi uranın neytronları udduğu və bununla da çürümə prosesini ləngitdiyi üçün əvvəlkindən daha yüksək səviyyədə zənginləşdirilməlidir. Bu səbəbdən ilk dəfə istifadə edilən uran, təkrar emal edilmiş urandan ayrı saxlanılmalıdır.

Xəbərdarlıqlar

• Əslində uran zəif radioaktivdir. Ancaq UF -ə çevirərkən₆ su ilə təmasda olduqda hidrofluor turşusu əmələ gətirən zəhərli bir kimyəvi maddəyə çevrilir. Buna görə də, uran zənginləşdirmə zavodları, UF qazının saxlanmasını ehtiva edən florla işləyən kimyəvi zavodlar kimi eyni səviyyədə təhlükəsizlik və qorunma tələb edir.₆ aşağı təzyiq altında və yüksək təzyiq altında işləyərkən əlavə sızdırmazlığın istifadəsi.
• Təkrar emal edilə bilən uran, tərkibindəki U izotoplarının güclü qamma radiasiya yayan elementlərə parçalanması səbəbindən ciddi şəkildə qorunmalıdır.
• Zənginləşdirilmiş uran ümumiyyətlə bir dəfə təkrar istifadə edilə bilər.