Jak obohatit Uranium -

Uran se používá jako palivo pro jaderné reaktory a byl také použit k vytvoření první atomové bomby klesla na Hirošima v roce 1945.Uran se extrahuje z pryskyřice uranu, obsahující několik izotopů různých atomových hmotností a různých úrovní radioaktivity. Pro použití v reakci rozpadu je množství izotopu, který má být zvýšen na určitou úroveň. Tento proces se nazývá obohacení uranu. Existuje několik způsobů, jak to udělat.

Kroky

Metoda 1 z 7:

Hlavním procesem obohacení

jeden. Rozhodněte se, proč budete používat uran. Prostorem Uranium rudium obsahuje pouze 0,7% u, a jinak se skládá z relativně stabilní izotop u.Z typu reakce, ve kterém budete používat uran, závisí na úrovni U, na kterou potřebujete obohatit rudu, aby existovalo existující uranu co nejúčinnější.

Uran používané v jaderné energii musí být obohaceno 3-5% u. (Některé jaderné reaktory naznačují použití uranu).
Uran používané k vytváření jaderných zbraní musí být obohaceno o 90% u.

Obrázek s názvem Obohatit Uranium krok 2

2. Otočte uranu rudu na plyn. Většina metod obohacení uranu vyžadují transformaci rudy na nízkoteplotní plyn. V montáži transformace rudy pili fluoridového plynu. Oxid uranu interaguje s fluorem, což má za následek hexafluorid uranu (UF₆). Poté, co izotop u izotop.

Obrázek s názvem obohatit Uranový krok 3

3. Obohacení Urania. Zbývající část tohoto textu popisuje různé způsoby obohacení uranu. Nejběžnější difúzní plynu a plynová odstředivka jsou nejčastějším, laserovou separaci izotopů by mělo brzy nahradit.

Obrázek s názvem obohatit Uranium krok 4

čtyři. Otočte hexafluorid uranu do oxidu uranu (UO₂). Po obohacení by mělo být uran změnil na stabilní, silnou formu pro další použití.

Oxid uranu se používá jako palivo pro jaderné reaktory ve formě granulí umístěných v kovových trubkách tvořících 4metrové tyče.

Metoda 2 ze 7:

Proces difúze plynu

jeden. Čerpání UF₆ přes trubky.

Obrázek s názvem obohatit Uranový krok 6

2. Přeskočit plyn přes porézní filtr nebo membránu. Protože izotop u je jednodušší než u, UF₆, obsahující lehčí izotop projde membránou rychleji než těžší izotop.

Obrázek s názvem obohatit Uranium krok 7

3. Opakujte proces difúze, dokud nebudete sbírat dostatek u. Opakující se difúze se nazývá kaskáda. Možná to bude trvat až 1 400 přenosu přes membránu, než je dost shromážděno.

Obrázek s názvem obohatit Uranium Krok 8

4. Najít UF₆ v kapalině. Po obohacení plynu je kondenzován do kapaliny a je umístěn v nádobách, kde se ochladí a ztvrdne pro přepravu a transformaci do granulí.

Vzhledem k velkému počtu plynů prochází filtry, je tento proces spotřeba energie, a proto se používá z použití.

Metoda 3 z 7:

Proces plynového zamlžení

jeden. Sbírejte některé válce otáčející se při vysoké rychlosti. Tyto válce jsou centrifugy. Odstředivky jsou shromažďovány stejně paralelně, zatímco důsledně.

2. Zkontrolujte UF₆ v centrifugu. Centrifuga používá odstředivý výkon pro vynucení těžšího plynu obsahujícího, být na stěnách válce, a snadno s u, - pobyt ve středu.

Obrázek s názvem obohatit Uranium krok 11

3. Vyberte oddělené plyny.

Obrázek s názvem Obohatit Uranium krok 12

čtyři. Proces opakujte s těmito plyny v různých odstředivkách. Plyn s vysokým obsahem U je prošel centrifugem pro zvýraznění ještě více u, a plyn s nízkým obsahem tohoto izotopu je stiskl, aby se zbytky u. Ukazuje se tedy více u než difúze plynu.

Proces používání plynových odstředivek byl vynalezen ve čtyřicátých letech, ale nebyl zvláště používán až do šedesátých let, kdy začala menší spotřeba energie. V současné době je podnik, který tento proces používá, je v Unicích, USA.V Rusku jsou 4 takové podniky, v Japonsku a Číně - 2 ve Spojeném království, Nizozemsku a Německu - jeden.

Metoda 4 z 7:

Proces aerodynamické oddělení

jeden. Vybudovat několik stacionárních úzkých válců.

Obrázek s názvem obohatit Uranium Krok 14

2. Zadejte UF₆ ve válcích při vysoké rychlosti. Plyn zavedený tímto způsobem se otáčí ve válci jako cyklónu, v důsledku toho je rozdělen do U a U, jako v rotační odstředivce.

V Jižní Africe vynalezl plyn v tečném válci. V tuto chvíli je testován na světelných izotopech, v obou silikonu.

Metoda 5 z 7:

Proces kapalné tepelné difúze

jeden. Pod tlakem, otočte plyn UF₆ v kapalině.

Obrázek s názvem obohatit Uranium krok 16

2. Vybudovat dva soustředné potrubí. Potrubí musí být velmi vysoké. Čím delší potrubí, tím více plynu lze rozdělit.

Obrázek s názvem obohatit Uranium krok 17

3. Obklopte trubku skořápkou kapalné vody. Vychutnejte si externí trubku.

Obrázek s názvem obohatit Uranový krok 18

4. Zadejte tekutý hexafluorid uranu mezi trubkami.

Obrázek s názvem obohatit Uranový krok 19

Pět. Zahřejte vnitřní trubku s párou. Teplo vytvoří konvekční proud v UF₆, který bude dělat lehké izotopy u přesunout do teplé vnitřní trubky a těžké u - ke studenému vnějšímu.

Tento proces byl vynalezen v roce 1940 pod projektem Manhattanu, ale byl opuštěn v rané fázi po vývoji efektivnějšího procesu difúze plynu.

Metoda 6 z 7:

Elektromagnetický proces separace isotopu

jeden. Ionize plynu UF₆.

Obrázek s názvem obohatit Uranium krok 21

2. Chybí plyn přes silné magnetické pole.

Obrázek s názvem obohatit Uranium krok 22

3. Oddělené ionizované uranové izotopy v stopách, které odejdou, procházejí magnetickým polem. U ionty zanechávají stopy, které se ohýbají jinak než u. Tyto ionty mohou být odděleny pro získání obohaceného uranu.

Tato metoda byla použita k produkci uranu pro atomovou bombu klesla na Hirošima v roce 1945 a byl používán Irákem pro svůj program jaderné zbraně v roce 1992. Tato metoda vyžaduje 10krát více energie než metoda difúze plynu, což z něj činí nepraktické pro rozsáhlé programy.

Metoda 7 ze 7:

Proces laserového oddělení izotopů

jeden. Nastavte laser pro určitou frekvenci. Laserové světlo by mělo mít speciální vlnovou délku (monochromatický). V dané vlnové délce bude laser zaměřen pouze na atomy u, takže atomy u nedotčené.

Obrázek s názvem obohatit Uranium krok 24

2. Poslat laser pro uran. Na rozdíl od jiných metod obohacení uranu tento proces nevyžaduje plyn uranu hexafluoridový plyn. Můžete použít slitinu uranu a železa, která je nejčastěji prováděna v průmyslu.

Obrázek s názvem obohatit Uranium krok 25

3. Atomy uranu s excitovanými elektrony. To bude atomy u.

Tipy

V některých zemích je jaderný odpad znovu používat uran a plutonium, které zůstaly po procesu rozpadu. Re-použitý uran bude muset být extrahován z U a U, získané během procesu rozpadu a nyní by mělo být uran obohaceno na vyšší úroveň, než zpočátku, protože u absorbuje neutrony a stejně jako proces rozpadu zpomaluje. Kvůli tomu by mělo být uran, použitý poprvé, by měl být odděleně od znovu použitého.

Varování

Ve skutečnosti je uran slabě radioaktivní. Při otočení do UF₆ , Zapne se do toxické chemické látky, v kontaktu s kyselinou vodou tvořícího hydrofluorové (tato kyselina se nazývá bazén, protože je vyleptána sklem). Proto podniky obohacující uran vyžaduje stejnou úroveň bezpečnosti a ochrany jako chemických podniků pracujících s fluorem, který zahrnuje ukládání s plynem₆ pod slabým tlakem a použitím dodatečného utěsnění při práci pod vysokým tlakem.
Reyeded Uran by měl být pod vážnou ochranou, protože u izotopů u, který je obsažen v něm, rozpadat se na prvky, které přidělují silné gama záření.
Zpravidla lze obohatit uranu, lze znovu použít pouze jednou.