Küçük ölçekli ve taşınabilir uranyum zenginleştirme teknolojilerinin geleceği, enerji inovasyonunun kritik bir kesişiminde, küresel güvenlik ve uluslararası yönetişimde duruyor. Dünya temiz enerji kaynakları ve enerji bağımsızlığına sahip olduğu gibi, nükleer yakıtların güvenli, mobil sistemlerde yeniden şekillendirmesi gerekiyor, askeri lojistik ve diplomatik ilişkiler. Ancak bu teknolojilerin yörüngesini dikkatli bir şekilde artırması için aynı ilerlemeler, bu teknolojilerin kökenlerini, mevcut gelişmeleri, potansiyel uygulamaları ve korumaları gerekli kılıyor.

Uranium En Zenginleştirme Tarihi

Uranium zenginleştirme - fissile isotope:0)235), büyük tesislerini, büyük enerji malzemeleri ve büyük sermaye yatırımını gerektiren büyük enerji kaynaklarına sahip olmak için% 0.7 oranında. Dünya Savaşı II. Dünya Savaşından sonra, tarihsel olarak gazlı difüzyon tesislerine (Calutronlara) ve gazatik ayrılıklara yol açan ülkeler, büyük enerji kaynaklarına ve büyük sermaye yatırımlarına uygun olarak yatırım yaptılar.

1960'larda gaz sentrifültesinin gelişimi ve 1970'ler, bir avuç devlet tarafından sahip olunan veya devlet destekli işletmeler tarafından temsil edildi: Urenco (Avrupa), Rosatom (Rusya), ABD/Centrus Enerji (USA) ve CNNC () tesisleri, yüzlerce dönümlük bir iş birimini kapsamak ve binlerce zenginleştirme sanayisini talep ediyor.

Temel tarihsel ders, çoğu ulus için giriş yapmak için zenginleştirme yeteneğinin bir engel olmasıdır ve bir nakliye konteynerinde veya birkaç kamyon römorkuna sığabilecektir - Pakistan, İran ve Brezilya gibi ülkelere sent-değişimci teknolojinin yayılması, daha zenginleştirme sistemlerinin nasıl mümkün olabileceğini vurgulamaktadır.

The Drive to Miniaturization

Birkaç konvering faktörü araştırmayı küçük ölçekli ve taşınabilir zenginleştirmeye zorluyor. Birincisi, 444D:0 Küçük modüler reaktörlerin (SMRs) ) ve mikroreactors uzak topluluklar için, madencilik siteleri için, ve askeri üsler güvenilir bir yakıt tedarik zincirini büyük merkezi zenginleştirme tesisleri tarafından hizmet edemeyebilecektir. Ulaşım uranyum hexafluoride (UF).

İkincisi, askeri ilgi yetersizlik sistemleri için talep ediyor.(HEU) uzun reaktör yaşamı için yüksek oranda zenginleştirilmiş uranyum (HEU); taşınabilir zenginleştirme, ABD Savunma Bakanlığı, yüksek zenginleştirme sistemleri için talep etti.

Üçüncü olarak, Ay veya Martian üsleri için elektrik sistemleri zenginleştirilmiş uranyumu zenginleştirmiş; Dünyadan zenginleştirilmiş yakıtlar üretebilme yeteneği, teknik olarak korkutucu olabilir.

Dördüncü olarak, düşük zenginleştirilmiş uranyum hedeflerinden dolayı (Dörtüncü) belirli zenginleştirme seviyelerini gerektirir (örneğin, düşük zenginleştirilmiş uranyum hedeflerinden dolayı molybdenum-99 üretim). Küçük ölçekli zenginleştirme, orta ölçekli araştırma reaktörlerini ve yabancı tedarikçilere olan güvenleri azaltabilir.

Son olarak,FL:0) Proliferasyon araştırması[Dönetici: 1) Kendi kendini miniaturizasyona yönlendirir: küçük zenginleştirme sistemlerinin daha iyi anlaşılması, algılama ve korumalara yardımcı olur.

Anahtar Gelişen Teknoloji Teknolojileri

Birden çok teknik yol, miniaturized zenginleştirme için araştırılıyor. Olgunluk, verimlilik ve çoğalma riskine göre değişirler.

Lazer Isotope Ayrılma

Lazer teknikleri, kompakt bir ayak izi yüksek ayrılık faktörlerine ulaşmanın bir yolu olarak on yıllardır incelenmiştir.En belirgin yaklaşımlar şöyledir: 0,0)Molecular Lazer Isotope Ayrılma (MLIS))Atomik Vapor Laser Isotope Ayrılma (AVLIS)).

SILEX UF[DD:0)6 [Dönetici:0)[Dışkanlık, gaz fazında, kızılötesi lazerler kullanılarak, modüllerden seçici olarak uyarlanmış molekülleri tahrik etmek için ayarlanır:2).235)U. heyecan verici moleküller, daha sonra, onları devre dışı bırakmalarına izin veren kimyasal bir reaksiyon veya fiziksel işlemden ayırmaktadır. Sistem senti çok daha az enerji gerektirir ve modüllerde inşa edilebilir.

Portre lazer zenginleştirme, lazer ve optik sistemlere tam olarak uygun olabilir, ancak bir kutuda yüksek güç, frekans-stable lazerler bir meydan okumadır, ancak fiber lazerlerde ilerlemeler ve sağlam-devlet diyot lazerleri umut vericidir.

Gelişmiş Yüzyıllar Tasarımları

Modern gaz sentrifülleri zaten öncekilerden çok daha küçük. Tek gelişmiş bir sentrifuge, birkaç metre uzunluğunda ve birkaç on santimetre uzunluğunda, on dört SWU üretebilecektir.[Dönetici için, sentrifuges İran kullanımları (IR-6, IR-8) hala büyük kalibreler "küçük" olarak kabul edilir, ancak yine de anlamlı miktarda üretmek için sürücü gerektirir.

Anahtar yenilikler, yüksek hızlarda ve [[Dönetici taşımalar[DÜT:1) için, sürtünmesiz rotasyon için, [[Üye Olmayan Karbon fiber rotorlar[DÜye Olmayanlar için 3 ), yüksek hızlarda ve ESFLT:4, bu tonlamalı gaz işleme[DÜye Olmayanlar için) önemli bir mühendislik meydan okuması ile ilgili bazı akademik laboratuvarlar tabloya sahip.

[FONT:0) Paralel olarak çok sayıda kattan oluşan boşluklar[Dönetici:0) ancak birçok küçük sentli mülteciyi borularla, valfler ve güç malzemeleri sınırları gerçek limanability. Daha büyük bir yaklaşım, bir makinede birkaç farklı ayrıma ulaşmak için tek bir multi- aşamalı rotordur - .

Plazma ve Elektromanyetik Yöntemler

Elektromanyetik zenginleştirme (Calutron) silah sınıfı uranyum için kullanılan ilk yöntemdi, ancak büyük enerji tüketimi nedeniyle terk edildi. Ancak, modern plazma ayrılık teknikleri, örneğin Uranium buharı ve sonra manyetik alanlar uydurulmuş ve sonra cyclotron frekansına göre ayarlandı.[D:2Z-pinch yöntemleri, küçük bir hacimde yüksek potansiyele sahipler.

[FONT:0]Plasma Ayrılma Süreci (PSP)), 1980'lerde ABD'de gelişmiştir ve 1990'lar söz verdi, ancak zenginleştirme ünitesi gibi taşınabilir bir plazma zenginleştirme ünitesi, yüksek ücretli bir elektromanyetik sistem ve yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yüksek pompalı güç gerektirir.

Kimyasal ve Ion Exchange Yöntemleri

Bu yöntemler, uranium isotopes arasındaki kimyasal bağlarda hafif farklılıklara sahiptir.TheurFLT:0)solvent ekstraksiyon) ve [[Dönetici değişimi)[/FONTD][FONT][/FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=STR][/FONT=STRNT=STR=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=I=I=I=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=FONT=I=I=I=FONT=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=FONT=I=I=FO

Ancak, kimyasal yöntemler büyük miktarda sıvı ve uzun işleme süreleri gerektirir. taşınabilir olmak için, küçük reaksiyon sütunları ile kapalı bir döngüye entegre edilmesi gerekir. ABD Enerji Bölümü'nün [[Gücretsiz Motorlar) zenginleştirme cihazları bir gün bir batarya tarafından desteklenebilir ve daraltılmamış bir mikroflore-bağışkanlık olasılığına sahip olabilirler.

Teknik Meydanlar ve Scalability

Tüm ortaya çıkan küçük ölçekli zenginleştirme teknolojileri temel fiziksel kısıtlamalarla karşı karşıyadır.ETHFLT:0)Separasyon faktörü[Dönemli) (Uygunluk başına zenginleştirme derecesi) isotopes arasında, uranyumun (yaklaşık 1. kat daha yüksek hızlarda ameliyat edilen küçük olduğu, ancak lazer ve plazma ayrımı üzerindeki stresin artmasıyla daha düşük aşamalar için birçok aşamaya kadar azaltılabilir.

[FONT:0)Enerji verimliliği başka bir meydan okumadır. Lazer zenginleştirme teorik olarak düşük enerji tasarrufu sağlarken, SWU'nun başına lazer verimliliği ve vakum için gerekli olan ısı ve kontrol sistemleri, gerçekten taşınabilir sistemler için gerekli olan güç azalır.

[FONT:0)Malzemeler ([Döneticiler) aynı zamanda problemli bir şekilde çalışır. Uranium hexafluoride (UF).6[D[DDD][D][D][D][D][D][/FONT][/FONT][/TRNT][/FONT][/TRNT=)[D][/FONT=3][/FONT=)|D][/FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=I=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=I=FONT=FONT=I=I=I=I=TRNT=I=FONT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=FONT=FONT=FONT=TRNT=TRNT=I=I=I=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TR][/TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=I=TRNT=TR][/TRNT=TR][FONT=FONT

[FONT=0) Kontrol ve otomasyon[Döneticiler için gerekli olan. Modern sentrifuge cascades, besleme oranları, rotor hızları ve sıcaklıkları korumak için sofistike kontrol sistemleri gerektirir. Yeteneksiz operatörler için tasarlanmış bir taşınabilir birim, çift taraflı bir kılıç olabilir: daha kolay çalıştırmaya da daha kolay.

Proliferasyon Riskleri ve Güvenlik Endişeleri

Küçük ölçekli zenginleştirme teknolojilerinin dağıtılması için en önemli engel, sadece düşük zenginleştirme için tasarlanmıştır (LEU), yüksek zenginleştirme sistemi yeniden yapılandırabilir ().

[Üye Olmayanlar Arası Enerji Ajansı (IAEA)) zaten uydu algılaması altındaki büyük zenginleştirme tesislerini izlemek ve korumak için mücadele eder.Nuclear Nonproliferation Antlaşması (NPTT))[Dönetici)[Dönetici)[Dönetici)[Döneticileri gelişmiş erişim, ancak bir buzdolabının büyüklüğü bir depoda veya yeraltı tesisinden kaçınılabilir.

[FONT:0)Export kontrolleri [Döneticileri [Döneticileri:2)Nuclear Tedarikçiler Grubu (NSG)) şu anda zenginleştirme teknolojisi ve ekipman transferini kısıtlar. ancak, iki kullanım bileşenleri –veler, vakum pompası, rotorlar, frekans dönüştürücüler – yaygın olarak ticari olarak mevcut.

Endişeler tamamen teorik değildir.TheurFLT:0)A.Q. Khan a.(D)) Bu, sentaluge tasarımlarının mavi baskılar ve bileşen kaçakçılığı ile birlikte, barı daha da düşük maliyetli hale getireceğini gösterdi.

Bu riskleri azaltmak için, araştırmacılar birkaç teknik koruma önermektedir:

  • [FONT=0]Tamper-kandırı tasarımları[[Dönetici:0) birimi yok etmeden zenginleştirme seviyesini değiştirmek zorlaşır.
  • [FONT:0)Remote monitoring[[[Dönetici:0) IAEA denetçilerine gerçek zamanlı veri iletimi ile.
  • [FONT=0)Chemical engeller[[Dönetici:0) Bu, silahlanma için uygun olmayan (örneğin, denaturants) için kullanılabilir olmayan bir malzeme haline getirir.
  • [FONT=0) Tasarım sertifikası [[Dönetici olmayan” taşınabilir zenginleştirme sistemleri için IAEA tarafından, "proliferasyona dayanıklı" nükleer reaktörlere karşı bir şekilde karşıtlık.

Ancak, donanım temelli korumalar kararlı bir reklam tarafından yenilebilir. En sağlam savunma hala [[Dönetici:0) güçlü uluslararası yönetişim) ve [[Dönlendirme rejimleri).

Potansiyel Uygulamalar

Risklere rağmen, küçük ölçekli ve taşınabilir zenginleştirme için meşru uygulamalar zorlayıcı.

Sivil Enerji Tedariki

Birçok uzaktan topluluk ve endüstriyel site, şebeke bağlantı eksikliği nedeniyle dizel jeneratörlere güveniyor.Ücretsiz:0)Miranyum kaynaklarından yerel olarak temiz yakıt üretebilir, uzun süreli radyoaktif malzemelerin ihtiyaçlarını azaltır.Bu özellikle değerli yakıt gerektirir.[Dönemli şehirler için tasarlanmıştır.)Alaskan köyler, 4'ü)

Askeri Lojistik

ABD Savunma Bakanlığı'nın 03. Bölüm:0)Proje Pele[Dönetici: 1) Gemi destekli zenginleştirme sistemi kullanarak denizde yeniden yakıt üretilebileceğini ileri sürmekte.

Uzay Uygulamaları

NASA ve Enerji Bakanlığı, mevcut tesislerde zenginleşmiştir.Bir arazi üzerinde başlatılan kompakt zenginleştirme sistemi , yerli uranyum (if) veya geri dönüşüm harcanan yakıtı kullanarak [FONT) kaynak kullanımı[değiştir | kaynağı değiştirilebilendir.

Tıp Isotope Prodüksiyon

Uranyum'un %19.75'e zenginleştirilmesi hedefleniyor:0)) Çok sayıda ülke zenginleştirme kapasitesinden yoksundur ve bölgesel tıp alanında kullanılan bir avuç yaşlanma araştırma reaktörüne güvenir.

Düzenleme ve Diplomatik Implikasyonlar

Hareketli zenginleştirmenin ortaya çıkışı, mevcut yaşam dışılaştırma çerçevesini test edecektir. NPT, Anlaşma IV. Madde altında “barışlı” ve "askeri" kullanımları ile ilgili olarak iki kullanımlıdır.

Büyük olasılıkla sonuç, uluslararası zenginleştirme merkezlerinin kurulmasıdır (IAEA denetçileri tarafından önerilen, "proliferasyon-aile" olarak sunulan ve onlara “Döneticisel Nükleer Yaklaşımlar) konuğu verilir. Portre zenginleştirme birimleri, ancak bu tür merkezlerde fiziksel olarak güvenceye alınmışsa izin verilir.

[FONT=0]Nuclear Security Summit[[[Dönetici: 1), teknoloji uluslararası barışı tehdit ederse daha küçük, daha az riskli nükleer teknolojilere ihtiyaç duyulmaktadır.

Future Outlook

Küçük ölçekli ve taşınabilir uranyum zenginleştirme henüz ticari bir gerçeklik değil, ancak araştırma yörüngesi açık. önümüzdeki 10-20 yıl boyunca, aşağıdaki sivil spin-offs ile muhtemelen işbirliği ile yapılan gösteriler[Dönetici zenginleştirme cihazlarının 1. maddesi, muhtemelen lazer tabanlı sistemlerden gelen askeri ilgi, savunma uygulamaları için erken prototiplemeyi sürebilir.

Kamu algısı büyük bir engel olacaktır. "barış" taşınabilir zenginleştirme bile nükleer silah proliferasyon ve kazalardan korkmak için hayal kırıklığına uğratacaktır. Şeffaflık, hisse senedi taahhüdü ve sağlam çevresel etki değerlendirmeleri herhangi bir dağıtım için gerekli olacaktır.

Küresel topluluk düzenleyici ortamı şekillendirmeye proaktif olarak hareket etmelidir.Uygun zenginleştirme birimleri bodrumlarda saklı olacak.IAEA'nın 03.03.2012:0)Küçük Modüler Reaktör Enrichment Çalışma Grubu ve ).

Sonuçta, küçük ölçekli ve taşınabilir uranyum zenginleştirme geleceği, insanlığın teknolojik olasılık ve güvenlik yükümlülüğü arasındaki gerginliği yönetebileceğine bağlı olacaktır. Güçlü yönetişim, şeffaflık ve uluslararası işbirliğine yol açan bu sistemler, enerjiye ihtiyaç duyanlara enerji verebilirler.