Вирощування промису та перила засмічення лазерного збагачення

Технології лазерного збагачення, такі як розділення ізотопів лазерним збудженням (SILEX) та атомним відділенням лазерного ізотопу Vapor (AVLIS), давно переглядалися як потенційний гей-змінник для промисловості збагачення урану. Використовуючи точно налаштовані лазери для вибірково-експортних та окремих уранів-235 з урані-238, ці методи обіцяють більш високу ефективність, зниження споживання енергії та менші фізичні навантаження порівняно з традиційними методами центрифуги газу або газоподібних дифузій. Незважаючи на десятки досліджень та значних інвестицій, лазерне збагачення обладнання досягло комерційно-масштабні технології.

Технічні гонди в лазерних системах Scaling

Лазерна точність та стабільність в промислових вагах

На основі будь-якого процесу лазерного збагачення є можливість доставити лазерний світло надзвичайно вузької смуги - так само менше 0.001 см-1] - для вибірково-іонізованого або безперервного використання цільової ізотопи. У лабораторії, досягаючи цього прецизії протягом декількох годин є лютим. У комерційній установці лазерні системи повинні працювати надійно для десятків тисяч годин з мінімальним дрифтом і деградаціям. Необхідна висока середня потужність (кіловат клас) з'єднує виклик, оскільки термостійкі елементи можуть викликати погіршення якості балки. Інженери збуваються з волоконно-оптичними

Матеріал Обробка та ефективність ізоляції

Укладання процесу поділу є досить важкими питаннями обробки матеріалів. У AVLIS, урані метал випаровується в високовакуумній камері з використанням електрон пучка, а пара взаємодіє з лазерними променями. Комерційна пропускна здатність вимагає паризації кілограм на годину, що вимагає електрон пучків гармат з величезною кількістю потужності. Гольтен урановий басейн атакує хімічними матеріалами, а пара може сплутуватися на оптичних вікнах, деградуючи лазерну передачу. Для молекулярних процесів, таких як SILEX, урановий гексафтор (UF6)

Управління електроенергією та теплом

Промислове лазерне збагачення вимагає величезних електричних джерел живлення, як для лазерів, так і допоміжних систем. Теплові відходи, що генеруються, повинні бути видалені ефективно для підтримки стабільності процесу. Традиційні системи охолодження води можуть бути недостатньо; розширені схеми з використанням рідинних металевих охолоджувачів або кріогенних теплообмінників. Щільність енергії в лазерній порожнині може пошкодити компоненти з часом, водіння необхідності для надмірних лазерних модулів і прогнозних графіків технічного обслуговування. Ці теплові виклики не просто технічні - це безпосередньо впливає на економіку процесу, як обговорювалися в наступному розділі.

Економічний конкурс з вигодою та ринковим фондом

Столиці та операційні витрати

На початковому рівні витрати на комерційну лазерну збагачення об'єкта є величезною. Рослина з потужністю декількох мільйонів SWU (Separative Work Units) за рік вимагатиме сотні лазерних модулів, комплексних оптичних поїздів, вакуумних систем та хімічної інфраструктури обробки. Оцінки з 2010-х запропонованих капітальних витрат на замовлення 5–10 млрд, що порівняти з великим центрифуговим каскадом. Операційні витрати також високі: лазерний діодний термін служби, періодична заміна оптики, а споживання електроенергії може домінувати. Для того, щоб бути конкурентним, лазерне збагачення повинно досягти вартості за SWU значно нижче 100-150 діапазону сучасних відцентрових рослин.

Фінансові та політичні ризики

Інвестори є бездіяльним зразком технології. Проект Global Laser Enrichment (GLE) в м. Вілмінгтон, Північна Кароліна — найпросучасніші комерційні зусилля з збагачування — це зумовлено багаторазовими затримками та витратами, і в кінцевому підсумку не було завершено. Тривалі часу для ліцензування та будівництва, поєднані з невизначеними ринковими цінами, роблять фінансовий випадок передкарний. Урядові кредитні гарантії або програми, які займаються витратами, можуть бути необхідні для де-розгорнути ранні розгортання. Крім того, нормативна невизначеність про те, як лазерне збагачення буде оброблятися непрофляційні угоди (див. нижче) може розірувати приватний капітал.

Нормативно-правові рамки

Двомісні природні та міжнародні гарантії

Національний захисний завод «Адміністрація атомних електростанцій» вимагає від використання матеріалів, що містяться в даній області.

Класифікація національної безпеки

У Сполучених Штатах та інших країнах критична інформація про дизайн для лазерного збагачення є класифікацією. Це обмежує потік наукових знань та співпраці, уповільнює інновації. Компанії повинні працювати за суворими протоколами безпеки, а також публікувати дослідження у відкритій літературі обмежена. Збалансування необхідності просування технології з національними проблемами безпеки є стійким натягом. Міжнародна співпраця з непроліферативними кращими практиками— наприклад, через Інститут науки та міжнародної безпеки]—дивки для створення прозорих рекомендацій без виявлення чутливих деталей.

Розглядання екологічної та громадської спільноти

Наслідки впливу на навколишнє середовище

УФТ: УТД: УТБ: УТБ, УТБ, УТБ, УТБ, УТБ, УТБ, УТБ, УТБ, УТБ, УГП, УГП, УГП, УГП, УГП, УГП, УГЛП, УГЛП, УГЛП, УГП, УГЛП, УГЛП, УГЛП, УГЛП, УГЛП, УГЛП, УГЛП, УГЛП, УГЛП, УГЛП, УГЛП, УГ, УГЛП, УГЛП, УГЛ, УГЛ, У, УГЛП, УГЛП, УГЛ, У, У, У, У, У, У, У, УГЛП, УГЛП, УГЛП, УГЛП, У, У, У, У, У, У, У, У, У, У, У, У, У, У, У, У, У, У, У, У

Публічна приймання та етичні виміри

Для будь-якого ядерного об'єкта, довіри громади є важливим. Асоціація з лазерним збагаченням з питань розповсюдження зброї ероди громадської довіри. Громади можуть боятися нещасних випадків або чоловічого використання. Прозоре спілкування про системи безпеки - так як пасивне водосховище, аварійні відключення та фізичні заходи безпеки - критично важливі. Етичні питання також виникають: якщо лазерне збагачення робить невеликі масштаби більш доступними, може знизити бар'єр для реглогових станів або терористичних груп? Пропоненти проти, які жорсткі міжнародні контрольні елементи можуть пом'якшити цей ризик. Залучення місцевих жителів через публічні консультації, дорадчі дошки, і пільгові угоди (наприклад, створення соціальної інфраструктури)

Висновки: A Long Road Ahead

Скальлінг лазерного збагачення від лабораторних демонстрацій до комерційної реальності вимагає розв’язання багатовимірної головоломки. Технічні бар’єри в лазерній стабільності, обробці матеріалів та термічного управління адресовані передовим інженером та матеріалами науки, але надійність, яка вимагає промислової операції, залишається освіченою. Економічна життєздатність вимагає скорочення драматичних витрат і сприятливого ринкового середовища, яке в даний час не існує. Тим часом міжнародна спільнота повинна посилити непрофляційні захисні захисні засоби без проблемних інновацій. Екологічні та соціальні розміри не можуть бути після того, як локальні довірні петлі на зне забезпечення, потенціал переваги, але зниження споживання енергії, зниження витрат та гнучкі виробничі проекти.