Büyüyen Kaynak ve Scaling Lazer En Zenginleştirme

Lazer zenginleştirme teknolojileri, Isotopes'ın Lazer Excitation (SILEX) ve Atom Vapor Laser Isotope Ayrılığı (AVLIS), uranyum zenginleştirme endüstrisi için potansiyel bir oyun değiştirici olarak uzun süredir görüntülenen ve önemli yatırıma rağmen, uranyum-238'den itibaren, bu yöntemler daha yüksek verimlilik, daha düşük enerji tüketimi ve daha küçük bir fiziksel ayak izi ile karşı karşıya kalmak için teknik bir şekilde ele alındı.

Teknik Hurdles in Scaling Lazer Sistemleri

Lazer Hassasiyeti ve Endüstri Ölçeğinde Stability

Herhangi bir lazer zenginleştirme sürecinin özünde, son derece dar bir bant genişliğinin lazer ışığının sağlanması yeteneğidir - tipik olarak daha az 0,8 cm -1[Dönetici:0) [Döneticisel olarak, gerekli yüksek güç (kilowatt sınıf) için, yüksek çözünürlükte ısıtılabilir bir lazer kontrol sistemleri için güvenilir bir şekilde çalışır.

Malzeme Kullanımı ve Isotope Ayrılma Verimliliği

Ayrılma sürecini kendisi ciddi bir malzeme işleme sorunlarını tanıtıyor. AVLIS, uranyum metali yüksek çözünürlükte buharlı bir elektron kirişi kullanıyor ve lazer ışınlamaları ile buharlaşma hızlarını sağlıyor.Ingzerva hexafluence (UF6) gibi moleküler süreçler yüksek ve düşük çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunuyor.

Güç ve Termal Yönetim

Endüstriyel lazer zenginleştirme, hem lazerler hem de yardımcı sistemler için muazzam elektriksel güç girişi gerektirir. Üretilen atık ısıları süreci istikrara kavuşmak için verimli bir şekilde ortadan kaldırılmalıdır. Geleneksel soğutma suyu sistemleri yetersiz olabilir; sıvı metal soğutucular veya ağojenik ısı değiştiricileri kullanan gelişmiş programlar, bir sonraki bölümde tartışılan olarak, bir sonraki bölümde enerji yoğunluğu zarar verebilir.

Ekonomik Viability ve Market Yarışması

Sermaye ve İşletim Maliyetleri

Ticari bir lazer zenginleştirme tesisi için ilk sermaye harcaması muazzamdır. $ 5-10 milyar dolarlık bir tesistir. İşletim maliyetleri de yüksek olacaktır: lazer diyotları, optik trenler ve elektrik tüketimi rekabetçi olabilir.Geçmiş enerji tüketimi, yüksek çözünürlükte 100 milyon dolarlık bir maliyetle karşılaştırılabilir.

Finansal ve Politika Riskleri

Yatırımcılar teknolojinin takip rekorunu savaşıyor. Küresel Lazer Zenginleştirme (GLE) Wilmington, Kuzey Carolina'daki proje - en gelişmiş ticari lazer zenginleştirme çabası - tekrarlanan gecikmeler ve maliyetle karşı karşıya kaldı ve sonuçta lazer zenginleştirme anlaşmalarının ne kadar uzun süre sonra tamamlanacağı konusunda yasal belirsizlikler (aşağıdaki gibi) finansal durumu önceden güvencesiz sermaye garantisi veya maliyetle karşı karşıya kalabilir.

Düzenleme ve Ortamsız Çerçeveler

Çift-Use Nature and International Safeguards

Lazer zenginleştirmenin nükleer üreticilerin yüksek oranda zenginleştirilmiş uranyum (HEU) silah için potansiyeli merkezi bir endişedir. Çünkü bu teknoloji teorik olarak minitize edilmiş ve gizlidir, sürekli izleme, çevresel örnekleme ve sınırsız denetimler dahil olmak üzere, uluslararası Atom Enerji Ajansı (IAEA) altında yer almalıdır.

Ulusal Güvenlik Sınıflandırması

Amerika Birleşik Devletleri ve diğer ülkelerde, lazer zenginleştirme için kritik tasarım bilgileri sınıflandırılır. Bu, bilimsel bilgi ve işbirliği akışını kısıtlar, inovasyonu yavaşlatmalıdır. Şirketler, Bilim ve Uluslararası Güvenlik için sıkı bir şekilde çalışmalıdır ve araştırmayı açık literatürde yayınlamak sınırlıdır.

Çevre ve Toplum Bakışları

Yaşam döngüsü Çevre Etkileri

Peronents, lazer zenginleştirmenin çevresel avantajları sunduğunu savunuyor: SWU'nun düşük enerji tüketimi (özellikle yüksek güç lazerleri faktörü ile 4-5, harcanan lazer diyotlarının hacmine kıyasla), radyoaktif atıkların hacmini azalttı ve dönüşüm süreçlerinde kullanılan bazı tehlikeli kimyasal kimyasal kimyasal kimyasalların ortadan kaldırması gerekir; ancak, tam yaşam döngüsü değerlendirmesi, yüksek enerjili lazerlerin madencilik ve iyileştirilmesi için gerekli olan elementler için dikkate alınır.

Kamu Kabul ve Etik Boyut

Herhangi bir nükleer tesis için, topluluk güven önemlidir. Lazer zenginleştirmenin silah prodüktörü halk güvenini artırır. Topluluklar kazalardan veya erkek haklarından korkabilir. Dış kontrollerin bu riski azaltabileceğine karşı çıkabiliyorlar. Yerel halk danışmanlığı, danışmanlık kurulları ve fayda sağlama anlaşmaları (örneğin, Kopenhag'da zenginleştirme daha erişilebilir hale gelir, iş yaratılması veya terör grupları için engeli azaltabiliyorlar?

Sonuç: Uzun Bir Yol Ahead

Laboratuvar gösterilerinden ticari gerçeklike zenginleşen lazer, çok boyutlu bir bulmacayı çözmeyi gerektirir. Lazer istikrarı, malzeme işleme ve termal yönetim gelişmiş mühendislik ve malzemeler bilimi yoluyla ele alınır, ancak endüstriyel operasyon için gerekli olan güvenilirlik, elusive. Ekonomik viability talepleri ve şu anda mevcut olmayan olumlu bir pazar ortamın çözülmesini gerektirir.Bu arada, uluslararası topluluk, yenilikçi olmayan yatırımlara ve çevresel etkilere karşı koruma sağlamaz.