Բովանդակություն

• Քայլեր
• Մեթոդ 1 7 -ից. Հիմնական շահույթի գործընթաց
• Մեթոդ 2 7 -ից. Գազի դիֆուզիոն գործընթաց
• Մեթոդ 3 7 -ից. Գազի միացման գործընթաց
• Մեթոդ 4 7 -ից. Աերոդինամիկ տարանջատման գործընթաց
• Մեթոդ 5 -ից 7 -ը. Հեղուկ ջերմային դիֆուզիոն գործընթաց
• Մեթոդ 6 -ից 7 -ը. Էլեկտրամագնիսական իզոտոպների տարանջատման գործընթաց
• Մեթոդ 7 7 -ից. Լազերային իզոտոպների տարանջատման գործընթաց
• Խորհուրդներ
• Գուշացումներ

Ուրանը օգտագործվում է որպես վառելիք միջուկային ռեակտորների համար և օգտագործվում էր նաև 1945 թվականին Հիրոսիմայի վրա նետված առաջին ատոմային ռումբի ստեղծման համար: Ուրանը արդյունահանվում է ուրանի խեժի հանքաքարից, որը պարունակում է տարբեր ատոմային զանգվածների մի քանի իզոտոպներ և ռադիոակտիվության տարբեր մակարդակներ: Քայքայման ռեակցիայի մեջ օգտագործելու համար U իզոտոպի քանակը պետք է որոշակի մակարդակի հասցվի: Այս գործընթացը կոչվում է ուրանի հարստացում: Դա անելու մի քանի եղանակ կա:

Քայլեր

Մեթոդ 1 7 -ից. Հիմնական շահույթի գործընթաց

1. 1 Որոշեք, թե ինչի համար եք օգտագործելու ուրանը: Սովորաբար, ուրանի հանքաքարը պարունակում է ընդամենը 0,7% U, իսկ մնացածը ՝ համեմատաբար կայուն իզոտոպ U- ից: Ռեակցիայի այն տեսակը, որով դուք մտադիր եք օգտագործել ուրանը, որոշում է U- ի մակարդակը, որին պետք է հարստացնեք հանքաքարը օգտագործելու համար: հասանելի ուրան հնարավորինս արդյունավետ ....
   • Միջուկային էներգիայի մեջ օգտագործվող ուրանը պետք է հարստացվի մինչև 3-5% U. մակարդակով (որոշ միջուկային ռեակտորներ պահանջում են չպարունակված ուրանի օգտագործում):
   • Միջուկային զենք ստեղծելու համար օգտագործվող ուրանը պետք է հարստացվի մինչև 90%:
2. 2 Փոխակերպեք ուրանի հանքաքարը գազի: Ուրանի հարստացման մեթոդների մեծ մասը պահանջում է հանքաքարի փոխակերպում ցածր ջերմաստիճանի գազի: Ֆտոր գազը մղվում է հանքաքարի փոխակերպման միավոր: Ուրանի օքսիդը փոխազդում է ֆտորի հետ և արտադրում ուրանի հեքսաֆտորիդ (UF)₆): Դրանից հետո U իզոտոպը մեկուսացված է գազից:
3. 3 Ուրանի հարստացում: Այս տեքստի մնացած մասը նկարագրում է ուրանի հարստացման տարբեր եղանակներ: Ամենատարածվածներն են գազի դիֆուզիոն և գազի ցենտրիֆուգան, սակայն շուտով դրանք պետք է փոխարինի լազերային իզոտոպների տարանջատումը:
4. 4 Փոխակերպեք ուրանի հեքսաֆտորիդը ուրանի երկօքսիդ (UO)₂). Հարստացումից հետո ուրանը պետք է վերածվի կայուն, ամուր ձևի `հետագա օգտագործման համար:
   • Ուրանի երկօքսիդը օգտագործվում է որպես վառելիք միջուկային ռեակտորների համար `մետաղական խողովակներում տեղադրված հատիկների տեսքով, որոնք կազմում են 4 մետրանոց ձողեր:

Մեթոդ 2 7 -ից. Գազի դիֆուզիոն գործընթաց

1. 1 UF պոմպ₆ խողովակների միջոցով:
2. 2 Անցեք գազը ծակոտկեն զտիչով կամ թաղանթով: Քանի որ U իզոտոպն ավելի թեթև է, քան U, UF₆ավելի թեթև իզոտոպ պարունակող թաղանթով ավելի արագ կանցնի, քան ավելի ծանր իզոտոպ:
3. 3 Կրկնեք դիֆուզիոն գործընթացը, մինչև չհավաքեք բավարար քանակությամբ U. Կրկնվող դիֆուզիոն կոչվում է կասկադ: Մինչև բավարար U հավաքելը կարող է տևել մինչև 1400 անցում մեմբրանի միջոցով:
4. 4 Խտացրեք UF- ն₆ հեղուկի մեջ: Գազը հարստանալուց հետո այն խտացվում է հեղուկի մեջ և տեղադրվում տարաների մեջ, որտեղ այն սառչում և պինդ է փոխադրման և հատիկների վերածվելու համար:
   • Ֆիլտրերի միջով անցնող գազի մեծ քանակի պատճառով այս գործընթացը էներգասպառող է և, հետևաբար, դուրս է գալիս շահագործումից:

Մեթոդ 3 7 -ից. Գազի միացման գործընթաց

1. 1 Հավաքեք մի քանի գլան, որոնք պտտվում են բարձր արագությամբ: Այս բալոնները ցենտրիֆուգներ են: Centենտրիֆուգները հավաքվում են ինչպես զուգահեռ, այնպես էլ շարքով:
2. 2 Վերբեռնեք UF₆ ցենտրիֆուգներում: Centենտրիֆուգները կենտրոնախույս ուժ են կիրառում ՝ դրանում պարունակվող ավելի ծանր գազը ստիպելու լինել բալոնի պատերին, իսկ ավելի թեթևը ՝ U- ով, մնալ կենտրոնում:
3. 3 Առանձնացված գազեր:
4. 4 Կրկնեք գործընթացը այս գազերի հետ տարբեր ցենտրիֆուգներում: U- ի բարձր պարունակությամբ գազն անցնում է ցենտրիֆուգայի միջոցով `ավելի շատ U- ն վերականգնելու համար, իսկ ցածր U պարունակությամբ գազը դուրս է մղվում` մնացած U- ն վերականգնելու համար:Այսպիսով, ավելի շատ U է ստացվում, քան գազի դիֆուզիոնով:
   • Գազի ցենտրիֆուգների օգտագործման գործընթացը հորինվել է 1940 -ականներին, բայց շատ չի օգտագործվել մինչև 1960 -ականները, երբ էներգիայի ավելի ցածր սպառումը սկսեց նշանակություն ունենալ: Ներկայումս այս գործընթացն օգտագործող հաստատությունը գտնվում է ԱՄՆ -ի Յունիս քաղաքում: Այդպիսի 4 ձեռնարկություն կա Ռուսաստանում, Japanապոնիայում և Չինաստանում `2 -ական, Մեծ Բրիտանիայում, Նիդեռլանդներում և Գերմանիայում` մեկական:

Մեթոդ 4 7 -ից. Աերոդինամիկ տարանջատման գործընթաց

1. 1 Կառուցեք մի քանի ստացիոնար նեղ բալոններ:
2. 2 Մուտքագրեք UF₆ մխոցների մեջ բարձր արագությամբ: Այս կերպ ներմուծվող գազը ցիկլոնի պես պտտվելու է բալոնի մեջ, որի արդյունքում այն ​​բաժանվում է U- ի եւ U- ի, ինչպես պտտվող ցենտրիֆուգայում:
   • Հարավային Աֆրիկայում նրանք եկան բալոնի մեջ շոշափելիորեն գազ ներարկելու միջոցով: Այս պահին այն փորձարկվում է թեթև իզոտոպների վրա, ինչպես սիլիկոնում:

Մեթոդ 5 -ից 7 -ը. Հեղուկ ջերմային դիֆուզիոն գործընթաց

1. 1 Pressureնշման տակ շրջեք UF գազ₆ հեղուկի մեջ:
2. 2 Կառուցեք երկու համակենտրոն խողովակներ: Խողովակները պետք է լինեն բավականին բարձր: Որքան երկար են խողովակները, այնքան ավելի շատ գազ կարելի է բաժանել:
3. 3 Շրջապատեք խողովակները հեղուկ ջրի պատյանով: Սա կսառեցնի արտաքին խողովակը:
4. 4 Խողովակների միջեւ ներարկեք հեղուկ ուրանի հեքսաֆտորիդ:
5. 5 Ներքին խողովակը գոլորշիով տաքացրեք: Heatերմությունը կստեղծի կոնվեկցիոն հոսք UF- ում₆, ինչը կհանգեցնի թեթեւ U իզոտոպների տեղափոխմանը դեպի տաք ներքին խողովակ, իսկ ծանր U- ն դեպի արտաքին սառը:
   • Այս գործընթացը հորինվել է 1940 թվականին ՝ Մանհեթենի նախագծի շրջանակներում, սակայն վաղաժամկետ դադարեցվել է ավելի արդյունավետ գազի դիֆուզիոն գործընթացի մշակումից հետո:

Մեթոդ 6 -ից 7 -ը. Էլեկտրամագնիսական իզոտոպների տարանջատման գործընթաց

1. 1 Ionize գազի UF₆.
2. 2 Անցեք գազը ուժեղ մագնիսական դաշտի միջով:
3. 3 Առանձնացրեք իոնիացված ուրանի իզոտոպները հետքերից, որոնք նրանք թողնում են մագնիսական դաշտով անցնելիս: U իոնները թողնում են հետքեր, որոնք թեքվում են այլ կերպ, քան U. Այս իոնները կարող են առանձնացվել ՝ հարստացված ուրանի արտադրման համար:
   • Այս մեթոդը օգտագործվել է 1945 թվականին Հիրոսիմայի վրա նետված ատոմային ռումբի համար ուրանի արտադրման համար և Իրաքի կողմից 1992 թվականին միջուկային զենքի կիրառման համար: Այս մեթոդը պահանջում է 10 անգամ ավելի շատ էներգիա, քան գազի դիֆուզիոն մեթոդը, ինչը անիրագործելի է դարձնում լայնածավալ ծրագրերի համար:

Մեթոդ 7 7 -ից. Լազերային իզոտոպների տարանջատման գործընթաց

1. 1 Կարգավորեք լազերը որոշակի հաճախականությամբ: Լազերային լույսը պետք է ունենա որոշակի ալիքի երկարություն (մեկ գույն): Տրված ալիքի երկարության վրա լազերը կուղղվի միայն U ատոմներին ՝ թողնելով U ատոմներն անձեռնմխելի:
2. 2 Նպատակ դնել լազերային ուրանի վրա: Ի տարբերություն ուրանի հարստացման այլ մեթոդների, այս գործընթացը չի պահանջում ուրանի հեքսաֆտորիդ գազի օգտագործում: Դուք կարող եք օգտագործել ուրանի և երկաթի խառնուրդ, որն ամենից հաճախ կատարվում է արդյունաբերության մեջ:
3. 3 Ուրանի ատոմները կթողնի գրգռված էլեկտրոններով: Սրանք կլինեն U ատոմները:

Խորհուրդներ

• Որոշ երկրներում միջուկային թափոնները կրկին օգտագործվում են ՝ ուրանը և պլուտոնիումը քայքայման գործընթացից առանձնացնելու համար: Բազմակի օգտագործման ուրանը պետք է արդյունահանվի քայքայման գործընթացում ստացված U- ից և U- ից, և այժմ ուրանը պետք է հարստանա ավելի բարձր մակարդակի, քան սկզբում էր, քանի որ U- ն ներծծում է նեյտրոնները և այդպիսով դանդաղեցնում քայքայման գործընթացը: Դրա պատճառով առաջին անգամ օգտագործվող ուրանը պետք է առանձին պահել վերամշակված ուրանից:

Գուշացումներ

• Իրականում ուրանը թույլ ռադիոակտիվ է: Այնուամենայնիվ, այն UF- ի վերածելիս₆ , այն վերածվում է թունավոր քիմիական նյութի, որը ջրի հետ շփման արդյունքում ձևավորում է հիդրոֆտորաթթու: Ուրանի հարստացման կայանները պահանջում են նույն մակարդակի անվտանգություն և պաշտպանություն, որքան ֆտորով աշխատող քիմիական գործարանները, ինչը ներառում է UF գազի պահեստավորում₆ ցածր ճնշման և բարձր ճնշման տակ աշխատելիս լրացուցիչ կնքման օգտագործումը:
• Վերամշակման ենթակա ուրանը պետք է լրջորեն պաշտպանված լինի, քանի որ այն պարունակում է U իզոտոպներ, որոնք վերածվում են տարրերի, որոնք արտանետում են ուժեղ գամմա ճառագայթում:
• Հարստացված ուրանը, ընդհանուր առմամբ, կարող է օգտագործվել միայն մեկ անգամ: