Как обогатить уран

Ураниумот се користи како гориво за нуклеарни реактори, а исто така се користеше за создавање на првата атомска бомба падна на Хирошима во 1945 година.Ураниумот е извлечен од ураниумската руда на смола, која содржи неколку изотопи со различна атомска маса и различни нивоа на радиоактивност. За употреба во реакцијата на распаѓање, износот на изотоп е да се зголеми на одредено ниво. Овој процес се нарекува ураниум збогатување. Постојат неколку начини да го направите тоа.

Чекори

Метод 1 од 7:

Главниот процес на збогатување

Еден. Одлучи зошто ќе го користите ураниумот. Како по правило, ураниум руда содржи само 0,7% u, и на друг начин се состои од релативно стабилен изотоп u.Од видот на реакцијата во која ќе го користите ураниумот зависи од нивото U, на кое треба да го збогатите рудата за да го користите постоечкиот ураниум колку што е можно поефикасно.

Ураниумот што се користи во нуклеарната енергија мора да се збогати со 3-5% u. (Некои нуклеарни реактори укажуваат на употреба на необразованиот ураниум).
Ураниумот што се користи за создавање нуклеарно оружје мора да се збогати до 90% u.

Сликата со наслов Затворете ураниум Чекор 2

2. Свртете ја ураниумската руда на гас. Повеќето методи за збогатување на ураниум бараат руда трансформација во гас со ниска температура. Во инсталацијата на трансформацијата на рудата истурете флуорид гас. Ураниум оксид комуницира со флуор, што резултира со ураниум хексафлуорид (UF₆). По што изотоп у изотоп.

Сликата со наслов Затворете го ураниумот Чекор 3

3. Збогатување на ураниум. Останатиот дел од овој текст опишува разни начини на збогатување на ураниум. Најчестиот гас дифузија и гас центрифуга се најчести, сепак, ласерското одделување на изотопи наскоро треба да ги замени.

Сликата насловена како го збогати ураниум Чекор 4

Четири. Свртете го ураниумот хексафлуорид во ураниум диоксид (UO₂). По збогатувањето, ураниумот треба да се претвори во стабилна, силна форма за понатамошна употреба.

Ураниумот диоксид се користи како гориво за нуклеарни реактори во форма на гранули поставени во метални цевки кои формираат 4-метарски прачки.

Метод 2 од 7:

Процес на дифузија на гас

Еден. Пумпа UF₆ преку цевки.

Сликата со наслов Затворете го ураниумот Чекор 6

2. Прескокнете гас преку порозен филтер или мембрана. Бидејќи изотопот у е полесно отколку u, UF₆, кој содржи полесен изотоп, ќе помине низ мембраната побрзо од потешкиот изотоп.

Сликата насловена како што е зборнат ураниум Чекор 7

3. Повторете го процесот на дифузија додека не соберете доволно u. Повторување дифузија се нарекува каскада. Можеби тоа ќе потрае до 1.400 пренос преку мембраната, пред да се собере доволно.

Сликата со наслов Затворете го ураниумот Чекор 8

Четири. Најдете UF₆ во течност. По збогатување на гас, се кондензира во течноста и се става во контејнери каде што се лади и стврднува за транспорт и трансформација во гранули.

Поради големиот број на гас помине низ филтрите, овој процес е потрошувачка на енергија и затоа излегува од употреба.

Метод 3 од 7:

Процес на гас

Еден. Собери некои цилиндри ротирачки со голема брзина. Овие цилиндри се центрифуги. Центрифуги се собираат како паралелно, додека постојано.

Сликата со наслов Затворете ураниум Чекор 10

2. Проверете UF₆ во Centrifugu. Centrifuga користи центрифугална моќ за да присили потежок гас кој содржи, за да биде на ѕидовите на цилиндерот, и лесно, со u, - останете во центарот.

Сликата насловена како што е збогатување на ураниум Чекор 11

3. Изберете одделени гасови.

Сликата со наслов Затворете го ураниумот Чекор 12

Четири. Повторете го процесот со овие гасови во различни центрифуги. Гасот со висока содржина u се пренесува преку центрифуга за да се нагласи уште повеќе u, а гасот со ниска содржина на овој изотоп е стегната за да ги добиете остатоците од u. Така, излегува повеќе u од гас дифузија.

Процесот на користење на гас центрифуги беше измислен во 1940-тите, но не беше особено користен до 1960-тите, кога помалата потрошувачка на енергија почна да е важна. Во моментов, претпријатието кое го користи овој процес е во Unice, САД.Во Русија, постојат 4 такви претпријатија, во Јапонија и Кина - 2, во Велика Британија, Холандија и Германија - еден.

Метод 4 од 7:

Процесот на аеродинамична поделба

Еден. Изгради неколку стационарни тесни цилиндри.

Сликата со наслов Затворете ураниум Чекор 14

2. Внесете UF₆ Во цилиндри со голема брзина. Гасот воведен на овој начин ќе се ротира во цилиндерот како циклон, како резултат на кој е поделен на u и u, како во ротирачката центрифуга.

Во Јужна Африка, тој измислил гас во тангентен цилиндар. Во моментот се тестира на лесни изотопи, во двата силикон.

Метод 5 од 7:

Процесот на течна топлинска дифузија

Еден. Под притисок, вклучете гас UF₆ во течност.

Сликата со наслов Затворете го Uranium Чекор 16

2. Изгради две концентрични цевки. Цевките мора да бидат доста високи. Колку подолго цевката, толку повеќе гас може да се подели.

Сликата со наслов Затворете ураниум Чекор 17

3. Опкружувајте ја цевката со школка со течна вода. Тоа ќе ја излади надворешната цевка.

Сликата со наслов Затворете го ураниумот Чекор 18

Четири. Внесете течен ураниум хексафлуорид помеѓу цевките.

Сликата со наслов Затворете го Uranium Чекор 19

Пет. Загрејте ја внатрешната цевка со пареа. Топлината ќе создаде конвекциски поток во UF₆, што ќе направи светло изотопи уместете во топла внатрешна цевка, и тешки u - на студениот надворешен.

Овој процес беше измислен во 1940 година под проектот Менхетен, но беше напуштен во рана фаза по развојот на поефикасен процес на дифузија на гас.

Метод 6 од 7:

Процес на поделба на електромагнетниот изотоп

Еден. Јонизира гас UF₆.

Сликата со наслов Затворете го ураниумот Чекор 21

2. Промаши гас преку силно магнетно поле.

Сликата со наслов Затворете го ураниумот Чекор 22

3. Посебни јонизиран ураниумски изотопи во стапките, кои ги напуштаат, минуваат низ магнетното поле. U јони остави траги кои се флексибилизираат поинаку од u. Овие јони можат да бидат одделени за да се добие збогатен ураниум.

Овој метод беше искористен за производство на ураниум за атомска бомба падна во Хирошима во 1945 година и беше користена од Ирак за својата програма за нуклеарно оружје во 1992 година. Овој метод бара 10 пати повеќе енергија од методот за дифузија на гас, што го прави непрактично за големи програми.

Метод 7 од 7:

Процесот на ласерско одделување на изотопи

Еден. Поставете ласер за одредена фреквенција. Ласерското светло треба да има посебна бранова должина (монохроматски). На одредена бранова должина, ласерот ќе биде насочен само кон атоми u, оставајќи ги атомите u непроменети.

Сликата со наслов Затворете ураниум Чекор 24

2. Испрати ласер за ураниум. За разлика од другите методи за збогатување на ураниум, овој процес не бара ураниум хексафлуорид гас. Можете да ја користите легура на ураниум и железо, што најчесто се прави во индустријата.

Сликата со наслов Затворете ураниум Чекор 25

3. Атоми на ураниум со возбудени електрони. Ова ќе биде атоми u.

Совети

Во некои земји, нуклеарниот отпад повторно го користи ураниумот и плутониум, кој остана по процесот на распаѓање. Повторно користениот ураниум ќе мора да биде извлечен од u и u, добиен за време на процесот на распаѓање, а сега ураниум треба да се збогати на повисоко ниво од првично, бидејќи у апсорбира неутрони и колку што процесот на распаѓање се забавува. Поради ова, ураниум, кој се користи за прв пат, треба да се чува одделно од повторно користење.

Предупредувања

Всушност, ураниумот е слабо радиоактивен. Сепак, кога го претвора во UF₆ , Се претвора во токсична хемикалија, во контакт со вода формирање на флуофлуорична киселина (оваа киселина се нарекува базен, бидејќи таа е гравирана од стакло). Затоа, претпријатијата збогатува ураниум бараат исто ниво на безбедност и заштита како хемиски претпријатија кои работат со флуор, која вклучува UF гас за складирање₆ под слаб притисок и употреба на дополнително запечатување при работа под висок притисок.
Употреба на ураниум треба да биде под сериозна заштита, бидејќи у изотопи u, кој е содржан во него, се дезинтегрира на елементи кои доделуваат силно гама зрачење.
Збогатен ураниум, по правило, може повторно да се користи само еднаш.