העשרת אורניום היא תהליך של הגדלת ריכוז של איזוטופ הארוסה (FLT:0uranium-235cioFLT:1 ביחס לשפע של יותר בשפע:2uranium-238FLT 3:2FLT: 3FLT: שלב זה חיוני לייצור דלק עבור כור גרעינים ואבולוציה היסטורית, עבור נשק גרעיני.

הפיזיקה שמאחורי פיזור גזי

(ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

בשלב חד-פעמי יחיד, הגז נאלץ בלחץ באמצעות מנברן עם נקבוביות מיקרוסקופיות.המולקולות הקלות לעבור בקצב מעט גבוה יותר, ומייצרות העשרה זעירה של בערך FLT:0.2%FLT:1 לשלב (FLT:1) פחות עשירות בשלב 3–5%:2235FLT 3U ריכוז נדרש עבור רוב כוח האור-החלים (או נפח של 47%) לאחר מכן יש צורך בדרגה של כלי נשק פחות מגובה של 3 עד 5-14%) לאחר מכן.

גדרות וממברנות

לב של כל צמח דיפוזיה גזי הוא מחסום ה ⁇ שלו.המחסומים המוקדמים נעשו מחומרים ניקל או חטאים, לאחר מכן השתפר צינורות דקים של תחמוצות ניקל או אלומיניום.הפודים חייבים להיות קטנים במיוחד - על סדר של FLT:0 ל 0.1 000 למיקרונסFLT:1 - כדי לאפשר היתוך מולקולרי תוך שמירה על שלמות מבנית תחת תפקוד ישיר, ואפקטים מתקדמים יותר, באמצעות מחסומים אחידים, ואפקטים, עם יותר ויותר.

סיקור ו- Cooling

יש לדחוס את הגז כדי להניע אותו דרך המחסום, ולאחר מכן להתקרר להסיר את החום של דחיסה.זה הופך את הטבולי הגזים של ה-FLT:0extremely Energy-intensiveFLT:1 דחוסים גדולים, לעתים קרובות מופעלים על ידי תת-תתתמים חשמליים ייעודיים, נצרך כמויות עצומות של חשמל.

פיתוח היסטורי: ממעבדה ועד לרמה התעשייתית

פרויקט מנהטן (1942-1945)

(הצורך המיידי אורניום מועשר מאוד במהלך מלחמת העולם השנייה) הסיע את הסקאלה המהירה של הטבולית הגזים (תחת ה-FLT:0Manhattan ProjectFLT:1, מדענים ומהנדסים בנו את ה-FLT:2K-25uaFLT:3 צמח ב-Ok Ridge, טנסי, היה הבניין הגדול ביותר בעולם על ידי שטח - מעל 4 מיליון מטרים רבועים (R) החל לייצר שיטות אורניום קודם לכן, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4.

באופן סימולטני, (FLT:0S-50 נוזל diffusionFLT) 1:1 סיפק מזון להעשרה חלקית, אך הוכח כבלתי יעיל. עד 1946, K-25 הפך למקור העיקרי של אורניום מועשר, ובכך הצליח לזרז את הדרך לארסנלים גרעיניים קרים.

התרחבות מלחמה

לאחר מלחמת העולם השנייה, ארצות הברית בנתה שני צמחי דיפוזיה ענקיים נוספים: (FLT:0)Paducah, קנטקיראופל 1 (החלו ב-1952) ו-FLT:2Portsmouth, אוהיוFLT:3 (הושמטו יחד עם K-25 של Oak Ridge, שלושת המתקנים הללו יצרו את עמוד השדרה של מפעל ה-USS במשך עשרות שנים, אוהיו, אשר נבנו על ידי כורים גרעיניים, סין, בעיקר, בשנת 1960, על ידי צפון-ה, על ידי צפון-ה, על ידי צפון-ידי ה-הודו, על ידי צפון-הודו, על ידי צפון-ה, על ידי ה-הודו, על ידי צפון-הודו, על ידי צפון-הודו, על ידי צפון-הודו, על ידי ברית המועצות, על ידי צפון-ידי ה-ידי ה-ידי ה-החרושת של צרפת, על ידי ברית המועצות, בשנת 1960, על ידי ברית המועצות, על ידי צפון-ידי ה-ידי ה-ידי ה-ידי ה-ידי ה-ידי ה-ידי ה-ידי ה-ידי ה-הודו, בשנת 1960, ה-ידי ה-ידי ה-ידי ה-ידי ה-ידי ה-ידי ה

קידום טכנולוגי

שיפורים רצופים הרחיבו את חייהם של צמחי דיפוזיה.חדשנות מרכזית כלל:

  • (ב) סגסוגת מחסום מבוססת ניקקל 1 (FLT:0) עם חיי שירות ארוכים יותר ושיעורי קורוזיה נמוכים יותר.
  • (ב) ,0) דחוסים של זרימה גבוהה של זרימה גבוהה (FLT) 1:1 אשר הפחית צריכת אנרגיה לשלב.
  • (ב) ,0) ,Computer-optimized cascadescadesph1 אשר צמצם את זרם מחזורי ושיפור יעילות ההפרדה הכוללת.
  • (ב) ,0) ,הוכיחו את UFFFLT:1,6033:2 טיפול בטכניקות טיפוליות FLT 3: אשר הפחיתו את הסיכון לדליפה ולבטיחות.

שדרוגים אלה אפשרו למפעלים לפעול עם זמינות גבוהה יותר ועלויות תפעול נמוכות יותר, אך הפיזיקה הבסיסית הגבילו עוד רווחים יעילות.בשנות ה-80, עלות האנרגיה של דיפוזיה הייתה בערך FLT:08–10 פעמים יותר גדולה ליחידת העבודה השוויונית (SWU)BuildFLT:1 מאשר טכנולוגיית הגז המתפתחת.

המונחים: Gaseous Diffusion

לחצים כלכליים

הנהג העיקרי של הירידה של דיפוזיה גזית היה FLT:0 כלכלה 1LT ( Centrifuge צמחים לצרוך רק 2–5% מהחשמל הנדרש על ידי דיפוזיה עבור אותה פלטה העשרה. כמו שמן ומחירי חשמל עלו בשנות ה-70–1990, דיפוזיה הפכה לא תחרותית יותר ויותר.

שיקולים סביבתיים ובטיחות

צמחי דיפוזיה גדולים עזבו טביעות רגל סביבתיות משמעותיות.הכמויות הענקיות של UFeloFLT:06030303IRFLT:1 גז, אם שוחרר, יכול ליצור פלואוריד מימן קורוזי ו- uranyl fluoride. Decommissioning צמחים ישנים כרוכים בהתמודדות עם מחסומים מזוהמים, פישוט, ובניית חומרים. K-25 נדרשים רק עשרות שנים של התחדשות ו מיליארדים, לעומת פחות.

צמחים Closures

סוף המלחמה הקרה והקונסוליה של תעשיית הגרעין סגרה את הסגרים המואצים.המפעל K-25 נסגר ב-1985.התמ"ג פורטסמות' נסגר בשנת 2001. "פאדוקנה" נותר האחרון שפעל במפעל הטבולי של ארה"ב, ויצר אורניום מועשר לחיל הים הגרעיני וכמה כורים אזרחיים, עד שהשבתו הקבועה ב-FLT:02013, 1 בינואר 2010, גם מתקני התפוצות הרוסיים והצרפתית חדלו מ-2010, לא חדלו מגז המסחריים מ-2010.

שיטות עשירות מודרניות

גז Centrifuge טכנולוגיה

(ה) כיום הטכנולוגיה הדומיננטית היא ה-UFLT:0) ,0 (הראשונה ל-[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1966]], [[1966]], [[1966]], [[1924]]]], [[1966]]]]]]]], [[1966]]]], [[1966]]]]]]]]]], [[1966]]]], [[1966]]]]]]]], [[1966]]]]]]]], [[1966]]]]]]]]]] ב[[1966]], [[

(הצמחים המודרניים, כגון FLT:0)NURECOFLT:1 מתקנים בבריטניה, הולנד, גרמניה וארה"ב (Eagle Rock Enrichment Facility), כמו גם מתקני רוסיה:2RosatomFLT 3FLT 3FLT, מייצרים מאות טונות של אורניום עשיר נמוך בשנה.

לייזר Enrichment

טכנולוגיה עדכנית יותר אך מסחרית אינה בוגרת היא FLT:0laser isotopeהפרדה Fevolveph:1 .( SILEX (הפרדת Isotopes by Laser Exציטוט) משתמשת אור לייזר מכוון כדי לפרט באופן סלקטיבי את ה-FLT:2235FLT:3U אטומים בצורת אטומית או מולקולרית, ולאחר מכן אוספת את המין נרגש אפילו שימוש באנרגיה נמוכה יותר ורכבה של UrdSal) אך עדיין לא בטוח יותר.

השוואת שולחן

(ב) אין אפשרות להשוואה פשוטה ב- HTML ללא אלמנט שולחן; במקום זאת אנו מציגים את המדדים המרכזיים ברשימת הסעיף המובנה.

  • <חזק> צריכת אנרגיה: Diffusion -2500 קילוואטh/SWU; Centrifuge - 50 קילוואטh /SWU; לייזר <50h /SWU (התקבל).
  • גודלו של LT:0 (Cascade Size: FLT:1 Diffusion דורש 1000-2000 שלבים; Centrifuge 10-20 שלבים; לייזר עשוי להיות פחות.
  • (המחיר של LT:0) ,Capital Cost:FLT:1 צמחי Diffusion עולים מיליארדים עבור מתקן גדול; צמחים Centrifuge הם מודולריים וזולים יותר עבור SWU.
  • (ב) ניתן להתחיל את הגמישות המבצעית:0) ניתן להתחיל את ה- Centrifuges (בקיצור:0) במהירות; צמחי דיפוזיה נדרשים כל הזמן כוח מלא.

שיעור עלייתו ונפילתו של גורדי דפיוז

ההיסטוריה של דיפוזיה גזית היא דוגמה לספרייה של האופן שבו הדומיננטיות הטכנולוגית הראשונית יכולה להניב לחליפים יעילים יותר.ההשקעה העצומה במחסומים, דחוסים ותשתיות הפכו את צמחי ההיתוך "גדולים מדי להיכשל" במשך עשרות שנים, אבל בסופו של דבר הגישה לאנרגיה של כוח-כוח-החושית-כוח נתן דרך להפרדה מכנית יעילה יותר.

שיעור קריטי אחד הוא החשיבות של FLT:0 חסכוניות באנרגיה להעמיק 1 (כנהג של הפרעה טכנולוגית) הוא ה-FLT:2lock-in effectFLT 3 של מתקנים גדולים של הון גדול - היקף זה עשה דיפוזיה כה חזקה במלחמה הקרה גם עשה את זה לאט להסתגל לבסוף, את העלות הסביבתית של טכנולוגיות מיושנות חייב להיות גורם לחיים של ניתוחים תעשייתיים גדולים.

עבור מדינות שחושבות כיום על יכולת העשרה חדשה, הנתיב ברור.איש לא יבנה צמח חדש של דיפוזיה גזי גזי היום, במקום זאת, טכנולוגיה צנטריפוגה – ושיטות לייזר פוטנציאליות – יגדירו את עתיד ההעשרה של אורניום, אך המורשת של דיפוזיה גזית נותרת: היא סיפקה את הדלק המועשר ששגר את העידן הגרעיני ואת הנשק שעיצב את הגיאו-פוליטיות הקרות שלו ועוזרת להעריך את ההידרדרות של כל טכנולוגיה בעלת אנרגיה טבועה.

קריאה והערות נוספות

  • (ב) כרך 1:0 (Wikipedia: Gaseous diffusionFLT) 1:1 - סקירה טכנית מקיפה.
  • (ב) ,0) מחלקת האנרגיה של ארצות הברית: K-25 ו- Manhattan Project History
  • (ב) כרך ראשון (ב"א): "החלל הגרעיני" (אנ')
  • (ב) ⁇ 0) האגודה הגרעינית האירופית: Uranium Enrichment טכניקות התחדשות