Uranium zenginleştirme, fissile isotopeurgun:0) Daha bol miktarda lg.Dönetici:2. [Dönetici3] ile ilgili olarak, bu adım, ticari nükleer reaktörler ve tarihsel olarak, nükleer silahlar için yakıt üretmek için gereklidir.En erken endüstriyel ölçekli zenginleştirme teknolojileri arasında anlamlı bir düşüşe yol açtı.
Gaseous Diffüzyonun Arkasındaki Fizik
Gazeous diffüzyon, bir gaz söndürücünün (gözlü bir bariyerle) temel prensibini kullanır (kökezleyici gaz teorisinin kare köküne kıyasla, yani uranyuma uygulanan element ilk olarak gazlı bir bileşik haline getirilir (-uranium hexafluoride (UF[D[D][/FONT][/FONT)[D][/FONT][/FONT][/FONT][/FONT][/FONT][/FONT][/FONT][/FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=)
Tek bir difüzyon aşamasında, gaz mikroskopik bir gözeneklerle baskı altında zorlanıyor. hafif moleküller hafif bir oranda geçer, miktar yüksek oranda geri dönüştürülür, silah sınıfı materyali için gerekli olan% 80 (DDDD)[DüzDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞ
Engeller ve Membranlar
Herhangi bir gazlı difüzyon tesisinin kalbi göz ardı edilebilir bariyerdir. Erken engeller, nikel veya sintered malzemelerden yapıldı, daha sonra da hassas nikel veya alüminyum oksitlerin ince duvarlarına kadar arttırıldı.
Kompiyon ve Soğutma
Gaz, bariyer yoluyla onu sürmek için sıkıştırılmalıdır, sonra çok fazla elektrik kesintisi tüketilir. Bu, orta büyüklükte bir şehir olarak gerekli olan en büyük difüzyon tesislerini ortadan kaldırır. Örneğin, Kentucky'deki Paducah GSYİH'si (FLT:1) şöyle devam etti: Büyük kompresörler, genellikle elektrik alt istasyonlarından yararlanarak, büyük miktarda elektrik santralleri tüketmiştir.
Tarihsel Gelişim: Laboratuvardan Endüstri Ölçeğine
Manhattan Projesi (1942-1945)
II. Dünya Savaşı sırasında çok zenginleştirilmiş uranyuma ihtiyaç duyulan acil ihtiyaç, Oak Ridge'deki hızlı gazel difüzyonu sürdü.Uygunluk altında:0)Manhattan Projesi)K-25))[FONTC, Tennessee'de ilk atomik bombanın zemin alanı tarafından bir araya getirilmesi için dünyanın en büyük binasıydı - 1945'te fabrika, uranyum üretimine başladı.
Simultane, [[0)S-50 sıvı termal difüzyon[Dönetici: 1) kısmi zenginleştirme beslemesi sağladı, ancak 1946'da K-25, dünyanın zenginleştirilmiş uranyumun birincil kaynağı oldu, Soğuk Savaş nükleer cephaneliği için yol açtı.
Post-War genişleme
II. Dünya Savaşı'ndan sonra, ABD iki büyük ölçekli gazlı difüzyon tesisleri inşa etti: 0,0)Paducah, Kentucky) ve “Şaptallarmouth, Ohio[DÜye Olmayanlar”), ABD'nin Kuzeyi, ABD'nin nükleer programları için yeniden inşa edildi.
Teknolojik Gelişmeler
Sürekli iyileştirmeler, difüzyon bitkilerinin hayatını genişletmiştir. Anahtar yenilikler şunları içerir:
- [FONT:0)Nickel tabanlı bariyer alaşımları [Dönetici:0) Daha uzun hizmet ömrü ve daha düşük korozyon oranları ile.
- [FONT:0) Yüksek verimli iyonik akış kompresörleri [Dönetici:0) Bu, her aşamada enerji tüketimini azaltandır.
- [FONT:0)Bilgisayar destekli kalibreler[[Döneticiler) bu, akışları en aza indiren ve genel ayrılığı artırmış olan toplam ayrıştırılmış.
- [FONT:0) Geliştirilmiş UF[D][D][D][/FONT:2) , sızıntı ve güvenlik risklerini azaltan tekniklere sahip olmak.
Bu yükseltmeler, bitkilerin daha yüksek kullanılabilirlik ve daha düşük işletme maliyetleri ile çalışmasını sağladı, ancak temel fizik 1980'lerde, diffüzyonun enerji maliyeti kabaca UZMANT:0)8-10 kat daha yüksek per separatif iş ünitesi (SWU))[Dörtücü gaz sentrifi teknolojisinden daha fazla).
Gazeous Diffüzyonun Aralıkı
Ekonomik Baskılar
Gazeous diffüzyonun birincil sürücüsü, 1970'lerde petrol ve elektrik fiyatları nedeniyle gerekli elektrik miktarını tüketmiş, diffüzyon giderek artan oranda olumsuz hale geldi.
Çevre ve Güvenlik Tahminleri
Büyük difüzyon tesisleri önemli çevresel ayak izlerini bıraktı. UF )6[D:0)[Düzen: 1,0) Gaz, eğer serbest bırakılırsa, koratif hidrojen fluoride ve uranyl flororide. Eski bitkilerin, kirlenmiş engellerle uğraşmak, borular ve bina malzemeleri.K-25 bitkisi sadece on yıl boyunca gerekli olan milyarlarca dolarlık tazminat ve milyarlarca dolara mal olabilir.
Plant Closures
Soğuk Savaş'ın sonu ve nükleer endüstrinin konsolidasyonu hızlandı. K-25 bitki 1985 yılında kapana kadar.The Portsmouth GSYİH, 2001 yılında kapalıydı. Paducah, ABD'nin ilk sanayii olan ABD diffüzyon tesisi, dünyanın herhangi bir yerinde zenginleştirilmiş uranyum üreterek operasyon bıraktı.
Modern En Zenginleştirme Yöntemleri
Gaz Centrifuge Teknolojisi
Bugün baskın teknoloji, rotorlu bir kuvvetle dolu yüksek hızda (birkaç bin dolar) ağırlaşıcı bir şekilde meydana gelir.[Dörtüncü yıl)
[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞ
Modern sentrifuge bitkileri, örneğin, www.FLT:0)URENCO[DÜT:1), İngiltere, Hollanda, Almanya ve ABD'deki yüzlerce tonluk tesisi ve ABD'nin (Eagle Rock Enrichment Tesis) gelişmiş reaktörler için zenginleştirme seviyelerini elde edebilir.
Lazer En Zenginleştirme
Daha yeni bir ticari ama olgunlaşma teknolojisi, seçici olarak heyecan verici bir şekilde lazer ışığı kullanıyor:0)Nükleer isotope ayrılıkları). SILEX (Isotopes by Laser Excitation) süreci, ABD'de analiz edilen teknik ve ekonomik engellerle karşı karşıya kaldı. Global Laser Enrichment (GLE) ABD'de takip etti, ancak tam ölçekli dağıtımda tam ölçekli dağıtımlar devam ediyor.
Karşılaştırma tablo Karşılaştırma
[[Dönetici:0)Not: Basit bir karşılaştırma, bir masa elemanı olmadan HTML'de yapılamaz; bunun yerine yapısal bir paragraf listesindeki temel ölçümleri listeliyoruz.[DDDDK:1).
- Enerji tüketimi: Diffüzyon -2500 kWh/SWU; Centrifuge ~50 kWh/SWU; Lazer <50 kWh/SWU (projeed).
- [FONT=0)Cascade büyüklüğü: [Değerfüzyon 1000-2000 aşama gerektirir; Centrifuge 10-20 aşama; Lazer potansiyel olarak daha az.
- [FONT:0)Kaptal maliyet:[Değerfüzyon santralleri büyük bir tesis için milyarlarca dolara mal olur; Centrifuge bitkileri SWU'da modüler ve daha ucuzdur.
- [FONT:0) Operasyonel esneklik:[Döneticiler başlatılabilir / hızlı bir şekilde durdurulabilir; Diffüzyon tesisleri sürekli tam bir güç gerektiriyordu.
Yükselen Diffüzyonun Yükselişi ve Sonbaharı
Gazeous diffüzyon tarihi, ilk teknolojik baskınlığın daha verimli yedeklere nasıl veriyebileceğine dair bir derstir.Geçmişler, kompresörler ve altyapı, onlarca yıldır “çok büyük” hale getirdi, ancak sonunda brute-force enerji yaklaşımı daha yüksek verimli mekanik ayrılıklara yol açtı.
Bir kritik ders, büyük sermaye yoğun tesislerinin önemidir:0) Soğuk Savaşta (FLT:1) bir teknoloji sürücüsü olarak, eski teknolojilerin çevresel maliyeti büyük endüstriyel süreçlerin yaşam döngüsü analizlerine yol açmalıdır.
Ülkeler için şimdi yeni zenginleştirme kapasitesi göz önüne alındığında, yol açık. Bugün nükleer çağ ve Soğuk Savaş jeopolitiğini şekillendiren zengin yakıtlar inşa edecek.
Ayrıca okuma ve referanslar
- [FONT:0)Wikipedia: Gaseous diffüzyon[Dönetici:0) – Kapsamlı teknik genel bakış.
- [0]U.S. Enerji Bölümü: K-25 ve Manhattan Project tarihi).
- [FONT:0)IAEA: Nükleer Yakıt Döngüsü – Zenginleştirme bölümü[Dönemli: 1 )
- [FONT:0) Avrupa Nükleer Toplum: Uranium En Zenginleştirme teknikleri).