Оглавление
- 1 Обогащенный уран
- 1.1 Обогащенный уран
- 1.2 Природный уран
- 1.3 Обедненный уран
- 1.4 Добыча и переработка урана
- 1.5 Переработанный уран
- 1.6 Низкообогащенный уран
- 1.7 Высокообогащенный уран
- 1.8 Способы обогащения
- 1.9 Методы распространения
- 1.10 История и методы разделения изотопов
- 1.11 Лазерные методы
- 1.12 Другие методы
- 1.13 Единицы измерения и затраты
- 1.14 Обогащение урана
- 1.15 Измельчение урана
- 1.16 Переработка и утилизация ВОУ
- 1.17 Глобальные установки по обогащению урана
- 1.18 Кодовое имя и терминология
- 1.19 Полный текст статьи:
- 2 Обогащенный уран
Обогащенный уран
-
Обогащенный уран
- Уран с повышенным содержанием урана-235 (235U)
- Используется в ядерной энергетике и ядерном оружии
- Производится в основном для ядерной энергетики и ядерного оружия
-
Природный уран
- Состоит из урана-238 (99,2732-99,2752%), урана-235 (0,7198-0,7210%) и урана-234 (0,0049-0,0059%)
- 235U расщепляется тепловыми нейтронами
-
Обедненный уран
- Оставшийся после обогащения 238U
- Используется в радиационно-защитных материалах и бронебойном оружии
-
Добыча и переработка урана
- Уран добывается подземным или открытым способом
- Проходит процесс измельчения и конверсии в диоксид или гексафторид урана
-
Переработанный уран
- Извлекается из отработавшего ядерного топлива
- Содержит следы трансурановых элементов и продуктов деления
-
Низкообогащенный уран
- Концентрация 235U менее 20%
- Используется в коммерческих реакторах LWR
-
Высокообогащенный уран
- Концентрация 235U 20% или более
- Используется в ядерном оружии и специализированных реакторах
-
Способы обогащения
- Газодиффузионный и газоцентрифужный методы
- Газодиффузия устарела, газоцентрифуга используется чаще
-
Методы распространения
- Газодиффузия: пропускание гексафторида урана через мембраны
- Термодиффузия: передача тепла через разреженную жидкость или газ
-
История и методы разделения изотопов
- Установка S-50 использовалась для подготовки сырья для EMIS.
- Газовая центрифуга заменила газодиффузионный процесс.
- Центрифуга Zippe использует тепло для перемещения 235U.
-
Лазерные методы
- Лазерные процессы обеспечивают меньшие энергозатраты и капитальные затраты.
- Технология SILEX лицензирована с 2012 года.
- Лазерное разделение изотопов атомно-паровым лазером (AVLIS) и молекулярное лазерное разделение изотопов (MLIS) также разрабатываются.
-
Другие методы
- Аэродинамические процессы включают струйные сопла Беккера и вихревые трубы.
- Электромагнитное разделение изотопов (EMIS) использовалось во время Второй мировой войны.
- Химические методы, такие как CHEMEX и ионообменный процесс, не использовались в производстве.
- Процесс разделения плазмы (PSP) использует сверхпроводящие магниты и физику плазмы.
-
Единицы измерения и затраты
- Работа по разделению измеряется в единицах SWU, кг SW или кг UTA.
- Один и тот же объем работы по разделению требует разного количества энергии в зависимости от эффективности технологии.
- Масса природного урана (NU) также важна для получения обогащенного урана.
-
Обогащение урана
- Количество необходимого NU уменьшается с уменьшением содержания 235U в обедненном потоке.
- Для производства одного килограмма НОУ требуется 8 кг NU и 4,5 единицы UU при 0,3% 235U в DU.
- При 0,2% 235U требуется 6,7 кг NU и 5,7 единиц обогащения.
-
Измельчение урана
- Измельчение ВОУ до НОУ сокращает количество высокообогащенного урана для оружия.
- Исходное сырье может содержать нежелательные изотопы, такие как 234U и 236U.
- 236U может достигать 25% в ВОУ, что требует повышения концентрации 235U.
-
Переработка и утилизация ВОУ
- Измельчение не решает проблему обращения с отходами.
- Эффективные стратегии утилизации включают переработку и рециркуляцию.
- Примеры: “Мегатонны в мегаватты” и программа утилизации в США.
-
Глобальные установки по обогащению урана
- Обогатительные фабрики работают в Аргентине, Бразилии, Китае, Франции, Германии, Индии, Иране, Японии, Нидерландах, Северной Корее, Пакистане, России, Великобритании и США.
- Бельгия, Иран, Италия и Испания имеют интерес к французскому заводу Eurodif.
- Ливия и Южная Африка ранее осуществляли программы обогащения урана.
-
Кодовое имя и терминология
- Во время Манхэттенского проекта оружейный ВОУ назывался oralloy.
- Термин “ораллой” иногда используется для обозначения обогащенного урана.