Задаволены

• крокі
• Метад 1 з 7: Асноўны працэс узбагачэння
• Метад 2 з 7: Працэс газавай дыфузіі
• Метад 3 з 7: Працэс фугавання газу
• Метад 4 з 7: Працэс аэрадынамічнага падзелу
• Метад 5 з 7: Працэс вадкай цеплавой дыфузіі
• Метад 6 з 7: Працэс электрамагнітнага ізатопнага падзелу
• Метад 7 з 7: Працэс лазернага падзелу ізатопаў
• парады
• папярэджання

Уран выкарыстоўваецца ў якасці паліва для ядзерных рэактараў, а таксама ўжываўся для стварэння першай атамнай бомбы, скінутай на Хірасіму ў 1945 годзе. Уран здабываецца з смаляны уранавай руды, якая змяшчае некалькі ізатопаў рознай атамарна масы і рознага ўзроўню радыеактыўнасці. Для выкарыстання ў рэакцыі распаду колькасць ізатопа U павінна быць павялічана да пэўнага ўзроўню. Гэты працэс называецца узбагачэннем ўрану. Ёсць некалькі спосабаў зрабіць гэта.

крокі

Метад 1 з 7: Асноўны працэс узбагачэння

1. 1 Вырашыце, для чаго вы збіраецеся выкарыстоўваць ўран. Як правіла, ўранавая руда змяшчае толькі 0,7% U, а ў астатнім складаецца з адносна стабільнага ізатопа U. Ад тыпу рэакцыі, у якой вы збіраецеся ўжываць уран, залежыць узровень U, да якога трэба ўзбагаціць руду, каб выкарыстоўваць існуючы уран максімальна эфектыўна .
   • Уран, які ўжываецца ў ядзернай энергетыцы, павінен быць узбагачаны да ўзроўню 3-5% U. (некаторыя ядзерныя рэактары мяркуюць выкарыстанне необогащенного ўрану).
   • Уран, які выкарыстоўваецца для стварэння ядзернай зброі, павінен быць узбагачаны да 90% U.
2. 2 Пераўтварыце уранавую руду ў газ. Большасць метадаў ўзбагачэння ўрану патрабуюць ператварэння руды ў нізкатэмпературны газ. У ўстаноўку ператварэння руды запампоўваюць фторысты газ. Аксід ўрану ўзаемадзейнічае з фторам, у выніку чаго атрымліваецца гексафторид ўрану (UF₆). Пасля чаго з газу вылучаюць ізатоп U.
3. 3 Ўзбагачэнне ўрану. Астатняя частка дадзенага тэксту апісвае розныя спосабы ўзбагачэння ўрану. Найбольш распаўсюджанымі з'яўляюцца газавая дыфузія і газавая цэнтрыфуг, аднак лазернае падзел ізатопаў неўзабаве павінна замяніць іх.
4. 4 Пераўтварыце гексафторид ўрану ў дыяксід ўрану (UO₂). Пасля ўзбагачэння ўран павінен быць ператвораны ў стабільную, моцную форму для далейшага выкарыстання.
   • Дыяксід ўрану ўжываецца ў якасці паліва для ядзерных рэактараў ў выглядзе гранул, змешчаных у металічныя трубы, якія ўтвараюць 4-метровыя стрыжні.

Метад 2 з 7: Працэс газавай дыфузіі

1. 1 прапампоўка UF₆ праз трубы.
2. 2 Прапусціце газ праз кіпры фільтр ці мембрану. Паколькі ізатоп U лягчэй, чым U, UF₆, Які змяшчае больш лёгкі ізатоп, пройдзе праз мембрану хутчэй, чым больш цяжкі ізатоп.
3. 3 Паўтарайце працэс дыфузіі, пакуль не збярэце досыць U. Паўтаральная дыфузія называецца каскадам. Магчыма, спатрэбіцца да 1400 прапускання праз мембрану, перш чым збярэцца дастаткова U.
4. 4 Сконденсируйте UF₆ ў вадкасць. Пасля ўзбагачэння газу ён кандэнсуецца ў вадкасць і змяшчаецца ў кантэйнеры, дзе астуджаецца і дубянее для транспарціроўкі і ператварэння ў гранулы.
   • З-за вялікай колькасці праходу газу праз фільтры гэты працэс з'яўляецца энергазатратных і таму выходзіць з выкарыстання.

Метад 3 з 7: Працэс фугавання газу

1. 1 Збярыце некалькі цыліндраў, якія круцяцца на вялікай хуткасці. Гэтыя цыліндры з'яўляюцца цэнтрыфугі. Цэнтрыфугі збіраюцца як паралельна, такі паслядоўна.
2. 2 запампуйце UF₆ у цэнтрыфугі. Цэнтрыфугі выкарыстоўваюць цэнтрабежную сілу, каб прымусіць больш цяжкі газ, які змяшчае, апынуцца ў сценак цыліндру, а больш лёгкі, з U, - застацца ў цэнтры.
3. 3 Вылучыце падзеленыя газы.
4. 4 Паўтарыце працэс з гэтымі газамі ў розных цэнтрыфугах. Газ з высокім утрыманнем U прапускаюць праз цэнтрыфугу, каб вылучыць яшчэ больш U, а газ з нізкім утрыманнем гэтага ізатопа выціскаюць, каб атрымаць з яго рэшткі U.Такім чынам, атрымліваецца больш U, чым пры газавай дыфузіі.
   • Працэс выкарыстання газавых цэнтрыфуг быў прыдуманы ў 1940-х, але асабліва не выкарыстоўваўся да 1960-х, калі меншае энергаспажыванне стала мець значэнне. У сапраўдны момант прадпрыемства, якое выкарыстоўвае дадзены працэс, знаходзіцца ў Юніс, ЗША. У Расеі існуе 4 такія прадпрыемствы, у Японіі і Кітаі - па 2, У Вялікабрытаніі, Нідэрландах і Германіі - па адной.

Метад 4 з 7: Працэс аэрадынамічнага падзелу

1. 1 Пабудуйце некалькі стацыянарных вузкіх цыліндраў.
2. 2 увядзіце UF₆ у цыліндры на вялікай хуткасці. Газ, уведзены такім спосабам, будзе круціцца ў цыліндры як цыклон, у выніку чаго ён падзеліцца на U і U, як ў якая верціцца цэнтрыфузе.
   • У Паўднёвай Афрыцы прыдумалі ўводзіць газ у цыліндр па датычнай. У дадзены момант ён выпрабоўваецца на лёгкіх ізатопы, у як ў крэмнію.

Метад 5 з 7: Працэс вадкай цеплавой дыфузіі

1. 1 Пад ціскам ператворыце газ UF₆ ў вадкасць.
2. 2 Пабудуйце дзве канцэнтрычныя трубы. Трубы павінны быць даволі высокімі. Чым даўжэй трубы, тым больш газу можна падзяліць.
3. 3 Атачэце трубы абалонкай з вадкай вады. Гэта астудзіць знешнюю трубу.
4. 4 Увядзіце вадкі гексафторид ўрану паміж труб.
5. 5 Нагрэйце ўнутраную трубу з дапамогай пара. Цяпло створыць канвекцыйны струмень у UF₆, Які прымусіць лёгкія ізатопы U рухацца да цёплай ўнутранай трубе, а цяжкія U - да халоднай вонкавай.
   • Гэты працэс быў прыдуманы ў 1940 годзе ў рамках Манхэтэнскага праекта, але быў закінуты на ранняй стадыі пасля развіцця больш эфектыўнага працэсу газавай дыфузіі.

Метад 6 з 7: Працэс электрамагнітнага ізатопнага падзелу

1. 1 Іянізавальнае газ UF₆.
2. 2 Прапусціце газ праз моцнае магнітнае поле.
3. 3 Аддзеліце іянізаваныя ізатопы ўрану па слядах, якія яны пакідаюць, праходзячы праз магнітнае поле. Іёны U пакідаюць сляды, якія загінаюцца інакш, чым у U. Гэтыя іёны могуць быць аддзеленыя, для атрымання узбагачанага ўрану.
   • Гэты метад выкарыстоўваўся для вытворчасці ўрану для атамнай бомбы, скінутай на Хірасіму ў 1945 годзе і выкарыстоўваўся Іракам для яго праграмы ядзернага ўзбраення ў 1992 годзе. Дадзены спосаб патрабуе ў 10 разоў больш энергіі, чым метад газавай дыфузіі, што робіць яго непрактычныя для буйнамаштабных праграм.

Метад 7 з 7: Працэс лазернага падзелу ізатопаў

1. 1 Наладзьце лазер на пэўную частату. Святло лазера павінен мець асаблівую даўжыню хвалі (аднакаляровай). Пры дадзенай даўжыні хвалі лазер будзе накіроўвацца толькі на атамы U, пакідаючы атамы U некранутымі.
2. 2 Накіруйце лазер на ўран. У адрозненне ад іншых метадаў ўзбагачэння ўрану, дадзены працэс не патрабуе выкарыстання газу гексафторида ўрану. Вы можаце выкарыстоўваць сплаў ўрану і жалеза, што, часцей за ўсё, і робяць у прамысловасці.
3. 3 Выдзеліць атамы ўрану з узбуджанымі электронамі. Гэта і будуць атамы U.

парады

• У некаторых краінах ядзерныя адкіды выкарыстоўваюцца зноўку, каб вылучыць з іх уран і плутоній, тыя, што засталіся пасля працэсу распаду. Паўторна які выкарыстоўваецца уран прыйдзецца здабываць з U і U, атрыманых у працэсе распаду, прычым цяпер уран варта ўзбагаціць да больш высокага ўзроўню, чым першапачаткова, паколькі U паглынае нейтроны і тако чынам запавольвае працэс распаду. З-за гэтага, уран, які выкарыстоўваецца ўпершыню, варта трымаць асобна ад паўторна выкарыстоўваецца.

папярэджання

• На самай справе, уран слаба радыёактыўны. Аднак, пры ператварэнні яго ў UF₆ , Ён ператвараецца ў таксічны хімікат, пры кантакце з вадой утваральны фтористоводородную кіслату (Гэтую кіслату называюць травильной, бо з яе дапамогай труцяць шкло). Таму прадпрыемствы, якія ўзбагачаюць уран, патрабуюць такога ж узроўня бяспекі і абароны, як і хімічныя прадпрыемствы, якія працуюць з фторам, што ўключае ў сябе захоўванне газу UF₆ пад слабым ціскам і выкарыстанне дадатковай герметызацыі пры працы пад высокім ціскам.
• Паўторна які выкарыстоўваецца уран павінен знаходзіцца пад сур'ёзнай абаронай, так як ізатопы U, якія ў ім утрымліваюцца, распадаюцца на элементы, якія вылучаюць моцнае гама-выпраменьванне.
• Абагачаны ўран, як правіла, можна паўторна выкарыстоўваць толькі адзін раз.