غنی سازی اورانیوم فرایند افزایش غلظت ایزوتوپ فیبرزile (FLT:0uranium-235 نسبت به غلظت فراوان تر uranium-238 است، این مرحله برای تولید سوخت برای راکتورهای هسته ای تجاری و از نظر تاریخی، برای سلاح های هسته ای در میان اولین فن آوری های غنی سازی صنعتی [F4] که به طور عمده در یک روش مهندسی منابع مشخص شده است، ضروری است:5 کاهش سوخت برای تولید سوخت برای راکتورهای تجاری و سلاح های هسته ای و از لحاظ تاریخی.

فیزیک پشت تزریق گاز

[[ویرایش] [۱] [۲] [۱] [۲] [۱] [۱]] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]] [۱] [۱] [۲] [۳] [۳]] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰]] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱] [۲] [۱] [۲] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۲] [۲] [۱] [۲] [۱۰] [۲] [۲] [۲] [۱] [۱۰] [۱۰]]] [۱۰] [۱۰] [۲] [۱۰] [۲] [۲] [۲] [۲] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۲] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱۰] [۲] [۲] [۲]]] [۲] [۲] [۲] [۱۰] [

در یک مرحله انتشار منفرد، گاز تحت فشار قرار می گیرد با منافذ میکروسکوپی[۳] مولکول های سبک تر با سرعت کمی بالاتر عبور می کنند، تولید یک غنی سازی منشوک در مورد .2٪ در مرحله بعدی، برای دستیابی به مقیاس ۳-۵٪ (F:2) U برای اکثر راکتورهای بازیافت شده نیاز است (این فرایند مواد را به طور پیوسته حذف می کند)

موانع و غشاها

قلب هر گیاه انتشار گازی سد متخلخل آن است.(از مواد نیکل یا نامتعارض، بعداً بهبود یافته به لوله های نازک از اکسید نیکل یا آلومینیوم، منافذ باید به طرز فوق العاده کوچک باشند – با استفاده از موانع تبخیر شده و به طور مستقیم بر عملکرد یکنواختی، و عوامل 0.1 (F:1) - اجازه دادن به ef مولکولی در حالی که حفظ یکپارچگی مقاومت در برابر سوخت و تقویت مستقیم با استفاده از سوخت، و یا سوخت، تاثیر می گذارد.

فشرده سازی و خنک کننده

گاز باید فشرده شود تا آن را از طریق سد هدایت کند، سپس خنک شود تا گرمای فشرده سازی را حذف کند، این باعث می شود انتشار گازهای گازی (FLT:0) به عنوان یک نمونه انرژی مورد نیاز است کمپرسورهای بزرگ، اغلب توسط زیرمجموعه های الکتریکی اختصاص داده شده، مقدار زیادی از برق مصرف می شود.

توسعه تاریخی: از آزمایشگاه تا مقیاس صنعتی

پروژه منهتن (1942-1945)

نیاز مبرم به اورانیوم غنی شده در طول جنگ جهانی دوم باعث شد که سرعت انتشار گازهای گلخانه ای (FLT:0) پروژه مانتتان ، دانشمندان و مهندسان، سرعت انتشار گازهای گلخانه ای را در اوکل ریج، تنسی، در آن زمان، بزرگترین ساختمان در جهان توسط مساحت 4 میلیون متر غنی شده بود.

به طور همزمان، انتشار حرارتی مایع 50 یک خوراک غنی سازی جزئی را ارائه داد، اما تا سال 1946 ثابت کرد که K-25 منبع اولیه اورانیوم غنی شده جهان شده است، راه را برای زرادخانه های هسته ای جنگ سرد هموار کرد.

توسعه پس از جنگ

پس از جنگ جهانی دوم، ایالات متحده دو نیروگاه بزرگ گاز بزرگ دیگر ساخت: Paducah، کنتاکی (شروع 1952) و Portsmouth، اوهایو ( سفارش 1954) همراه با K-25، این سه امکانات ستون فقرات غنی سازی ایالات متحده، اساساً توسط نیروگاه های هسته ای مشابه در سال 1960، و در سراسر جهان تولید شده است.

پیشرفت های تکنولوژیکی

پیشرفت های مستمر زندگی گیاهان پخش را گسترش داد. نوآوری های کلیدی شامل:

  • آلیاژهای سدان مبتنی بر Nickel [FLT 1] با عمر طولانی تر و نرخ های خوردگی پایین تر.
  • کمپرسورهای جریان محوری (Competiture) با کارایی بالا که مصرف انرژی را در هر مرحله کاهش می دهد.
  • آبشارهای بهینه شده با کامپیوتر که جریان های بازیافت را به حداقل رسانده و بهره وری کلی جدایی را بهبود بخشید.
  • [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱]] [۱۰] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳]] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱۰] [۳] [۳]] [۳] [۳] [۳] [۳] که سبب کاهش نشت و خطرات ایمنی می شود.

این ارتقاء ها به گیاهان اجازه می داد تا با در دسترس بودن بالاتر و هزینه های عملیاتی پایین تر کار کنند، اما فیزیک بنیادی سودهای بیشتری را محدود می کند.در دهه ۱۹۸۰، هزینه انتشار انرژی تقریباً (FLT:08-10 برابر بیشتر از واحد کار جداگانه (SWU) نسبت به تکنولوژی سانتریفوژ گازی در حال ظهور بود.

خط تولید گاز مایع

فشار اقتصادی

راننده اصلی کاهش انتشار گازهای گازی (FLT:0) اقتصاد کارخانه های سانتریفوژ فقط حدود 2 تا 5 درصد از برق مورد نیاز توسط انتشار برای همان خروجی غنی سازی مصرف می کردند، زیرا قیمت نفت و برق در دهه 1970 تا 90 افزایش یافت، انتشار به طور فزاینده ای غیر رقابتی بود.

ملاحظات زیست محیطی و ایمنی

گیاهان بزرگ انتشار، اثرات زیست محیطی قابل توجهی را از دست دادند. گاز، اگر آزاد شود، می تواند هیدروژن فاسد کننده و فلوراید Uranyl را تشکیل دهد. {3LT حذف گیاهان قدیمی شامل مقابله با موانع آلوده، لوله کشی و مواد ساختمانی است.

تعطیلی کارخانه

پایان جنگ سرد و تثبیت صنعت هسته ای تسریع در تعطیلی کارخانه K-25 در سال 1985 تعطیل شد.تولید ناخالص داخلی پورتسموث در سال 2001 بسته شد. Paducah آخرین کارخانه توزیع ایالات متحده باقی ماند و تولید اورانیوم غنی شده برای نیروی دریایی هسته ای و برخی از راکتورهای غیرنظامی را متوقف کرد تا اینکه تعطیل دائمی آن در [FLT1] ادامه دارد و عملیات گاز فرانسوی نیز در هر نقطه عملیاتی تجاری پخش شده است.

روش های مدرن غنی سازی

تکنولوژی گازی

امروز فناوری غالب سانتریفوژ [FLT1] در یک سانتریفیوژ، UF گاز با سرعت بالا (ده ها هزار دور از سانتریفیوژ) در یک روتور، نیروی سنگین تر [F2] [FLT3] را به سرعت بالا (حدود 235) می رساند، و به یک مرکز تقسیم بندی کوچک تر از یک دیوار کمک می کند.

گیاهان سانتریفیوژ مدرن، مانند نیروگاه NCO امکانات در انگلستان، هلند، آلمان و ایالات متحده (Egle Rock Enrichment تسهیلات)، و همچنین روسیه Ros] [LT:3 گیاهان، تولید صدها تن از راکتورهای کم غنی شده در هر سال، می تواند به 20٪ از مقادیر بالا اورانیوم (FLT 2: 2) برسد.

لیزر غنی سازی

یک تکنولوژی جدید اما غیر تجاری (FLT:0 جداسازی ایزوتوپ SILEX (جداسازی Isotops توسط لیزر Excitation) فرایند استفاده از نور لیزر تنظیم شده به طور انتخابی هیجان انگیز / 235 اتم های ایالات متحده در اتم یا مولکولی، سپس جمع آوری گونه های هیجان زده آن حتی کاهش انرژی و مجوز فنی (FLE) است.

جدول مقایسه جدول

توجه: مقایسه ای ساده را نمی توان در HTML بدون عنصر جدول ارائه داد؛ در عوض ما معیارهای کلیدی را در یک لیست پاراگراف ساختاری فهرست می کنیم.[۱۰]

  • مصرف انرژی: Diffusion ~2500 کیلووات ساعت / SWU؛ سانتریفوژ (~50 کیلووات ساعت / SWU؛ لیزر <50 کیلووات ساعت / SWU (پروژه شده)
  • اندازه کاس آکادمی: Diffusion نیاز به 1000-2000 مرحله؛ سانتریفوژ 10-20؛ به طور بالقوه لیزر کمتر است.
  • ] هزینه سرمایه داری: گیاهان Diffusion هزینه میلیاردها دلار برای یک تاسیسات بزرگ; گیاهان سانتریفوژی و ارزان تر در هر SWU.
  • انعطاف پذیری عملیاتی: سانتریفوژها می توانند به سرعت شروع و یا توقف شوند؛ گیاهان توزیع نیاز به قدرت دائمی دارند.

درس های ظهور و سقوط Diffusion گازی

تاریخ انتشار گاز نمونه ای از کتاب های درسی است که چگونه تسلط اولیه تکنولوژی می تواند به جایگزین های کارآمدتری تبدیل شود.سرمایه گذاری عظیم در موانع، کمپرسورها و زیرساخت ها باعث شد گیاهان انتشار "بسیار بزرگ برای شکست" برای دهه ها، اما در نهایت رویکرد انرژی بی سیم راه را برای جدایی مکانیکی بالاتر فراهم کرد.

یک درس انتقادی اهمیت بهره وری انرژی به عنوان یک محرک اختلال تکنولوژیکی است، دیگری اثر lock-in] از امکانات سرمایه بزرگ فشرده: مقیاس که انتشار آن را به عنوان قدرتمند در جنگ سرد همچنین آن را به سرعت سازگار کردن، هزینه زیست محیطی از فن آوری های چرخه عمر باید به فرایندهای عمده عامل صنعتی منسوخ شده است.

برای کشورهایی که اکنون ظرفیت غنی سازی جدید را در نظر می گیرند، مسیر روشن است.هیچ کس امروز یک کارخانه جدید توزیع گاز را نخواهد ساخت، به جای آن، تکنولوژی سانتریفوژ و روش های بالقوه لیزر، آینده غنی سازی اورانیوم را تعریف خواهد کرد، با این وجود میراث انتشار گازهای گازی باقی خواهد ماند: سوخت غنی شده که عصر هسته ای را راه انداخت و سلاح هایی را شکل داد که ژئوپلتیک های جنگ سرد را درک می کند و به ما کمک می کند تا کاهش انرژی بزرگ را در این کاهش دهیم.

خواندن و ارجاعات بیشتر