HodTari.com

Sådan beriges uran på mange måder

Uran bruges som energikilde i atomreaktorer og blev brugt til at lave den første atombombe kastet over Hiroshima i 1945.O uran udvindes som en malm kaldet begblende, og består af forskellige isotoper af forskellige atomare vægte og forskellige niveauer radioaktivitet. Der skal anvendes i spaltningsreaktioner er mængden af ​​isotopen U235

skal øges til et niveau, der tillader fission i en reaktor eller pumpe. Denne proces kaldes uran berigelse, og der er flere måder at opnå det.

trin

Metode 1
Den grundlæggende uran berigelse proces

Billede med titlen Enrich Uran Step 1
1
Bestem, hvilken uran der skal anvendes. Det meste af det udvindede uran indeholder kun ca. 0,7% af U235, og dens resterende del er sammensat af den mest stabile isotop forholdsvis U238. Typen af ​​uranfission reaktion vil blive brugt til at bestemme niveauet af U238 skal øges, så uran bruges effektivt.
  • Uran, der anvendes i de fleste atomkraftværker, bør beriges på et niveau på 3 til 5% U235. (Nogle atomreaktorer, såsom CANDU-reaktoren i Canada og Magnox-reaktoren i USA, er designet til at anvende ikke-beriget uran.)
  • Uran bruges af atombomber og warheads, derimod skal beriges til 90% U235.
  • Billede med titlen Enrich Uran Step 2
    2
    Konverter uranmalm til gas. De fleste af de for tiden eksisterende metoder til berigning af uran kræver, at malmen omdannes til en lav-temperatur gas. Fluorgas normalt pumpes til en minério- uranoxid gasomdannelsesanlægget reagerer med fluor til frembringelse uranhexafluorid (UF6). Gassen virker så at adskille og samle isotopen U235.
  • Billede med titlen Enrich Uran Step 3
    3
    Berik uran. De øvrige afsnit i denne artikel beskriver de forskellige processer, der er tilgængelige for berigelse af uran. Af disse er gasdiffusion og gascentrifugering de to mest almindelige, men processen med laserisotopseparation forventes at erstatte dem.
  • Billede med titlen Enrich Uran Step 4
    4

    Video: Portal Play through Levels 1-18 Complete Walk through There is always cake

    Konverter UF gas6 i urandioxid (OU2). Når først beriget er nødvendigt, skal uran omdannes til en stabil fast form til den tilsigtede anvendelse.
    • Uendioxid, der anvendes som brændsel i kernereaktorer, fremstilles i form af keramiske tabletter, der er anbragt i rør, der danner 4 meter stænger.

    • Metode 2
    Gasdiffusionsproces

    Billede med titlen Enrich Uran Step 5
    1
    Pumpe UF6 gennem rørledninger.
  • Billedbetegnelse Beregn uran Trin 6
    2
    Tving gassen gennem et porøst filter eller en membran. På grund af isotopen U235235 at være lettere end isotop U238, UF6 indeholdende den lysere isotop vil diffunde gennem membranen hurtigere end den tyngre isotop.

  • Video: Calling All Cars: The Broken Motel / Death in the Moonlight / The Peroxide Blond

    Billede med titlen Enrich Uran Step 7
    3
    Gentag diffusionsprocessen indtil U235 tilstrækkelig til at blive indsamlet. Gentagen diffusion kaldes en "kaskade". Det kan bære op til 1.400 diffusioner gennem porøse membraner for at få nok U235 at berige uran.
  • Billede med titlen Enrich Uran Step 8
    4
    Kondensat UF gas6 i flydende form. Når gassen er tilstrækkeligt beriget, kondenseres den i væske og opbevares derefter i beholdere, hvor den afkøles og størkner for at blive transporteret og omdannet til brændstofpellets.
  • 5
    På grund af antallet af udsendelser, der kræves, kræver denne proces forbruget af en masse energi og bruges derfor ikke længere. I USA forbliver kun ét gasformigt diffusions berigelsesanlæg, og ligger i Paducah, Kentucky.

    • Metode 3
    Gasformig centrifugeringsproces

    Billede med titlen Enrich Uran Step 9
    1
    Monter en række roterende cylindre med høj hastighed. Disse cylindre er centrifugerne. Centrifugerne er monteret i serie med to og parallelt.
  • Billede med titlen Enrich Uran Step 10
    2
    Pumpe UF Gas6 inde i centrifugerne. Centrifugen vil anvende centripetal acceleration til at sende den tyngre gas, U238, for cylindervæggen og lightergasen, U235, til centrum.
  • Billede med titlen Enrich Uran Step 11
    3
    Uddrag de gasser, der er blevet separeret i processen.
  • Billede titled Enrich Uran Step 12
    4
    Gentag de adskilte gasser i separate centrifuger. U-rige gasser235 sendes til en centrifuge, hvor endnu mere U235 ekstraheres, mens U gas235 udtømt går til en anden centrifuge for at ekstrahere endnu mere fra U235. Dette gør det muligt for spinning at trække meget mere U235 end gasdiffusionsprocessen.
    • Gascentrifugeringsprocessen blev først udviklet i 1940`erne, men blev ikke brugt til væsentlig anvendelse frem til 1960`erne, da dens lavere energibehov til fremstilling af beriget uran blev vigtigt. I øjeblikket er der en gasbehandlingsenhed gennem en centrifuge i USA, i Eunice, New Mexico. Til sammenligning har Rusland i øjeblikket fire af disse enheder, Japan og Kina har to hver, mens Storbritannien, Holland og Tyskland har en.

    • Metode 4
    Aerodynamisk separationsproces

    Billede titled Enrich Uran Step 13


    1
    Konstruer en række stationære smalle cylindre.
  • Billede med titlen Enrich Uran Step 14
    2
    Injicer UF gas6 inde i cylindrene med høj hastighed. Gassen blæses ind i cylindrene, så den induceres at rotere cyklisk og frembringer den samme type separering mellem U`en235 og u238 som opnås ved centrifugalrotation.
    • En metode, der udvikles i Sydafrika, injicerer gasen i cylinderen ved tangenten. Det testes for tiden med lysisotoper, som dem, der findes i silicium.

    • Metode 5
    Flydende termisk diffusionsproces

    Billedbetegnelse Beregn uran Trin 15
    1
    Linje UF gasen6 under pres.
  • 2
    Byg et par koncentriske rør. Rørene skal være høje nok, med endnu højere rør muliggør mere adskillelse af U-isotoperne235 og u238.
  • Billede med titlen Enrich Uran Step 19
    3
    Omrør rørene med en flydende vandjakke. Dette vil afkøle det ydre rør.
  • Billedets titel Enrich Uran Step 18
    4
    Pump UF væske6 mellem rørene.
  • Billede med titlen Enrich Uran Step 19
    5
    Varm det indre rør med damp. Varmen vil skabe en konvektionsstrøm i UF6 som vil tiltrække u-isotopen235 lysere til det hotteste indre rør og skubbe isotopen U238 tungere mod det køligere ydre rør.
    • Denne proces blev undersøgt i 1940 som en del af Manhattan Project, men blev opgivet mens stadig i et tidligt udviklingsstadium, når den mest effektive gasdiffusion blev udviklet.

    • Metode 6
    Fremgangsmåde til elektromagnetisk adskillelse af isotoper

    Billede titled Enrich Uran Step 20
    1
    Ioniser UF-gasen6.
  • Billede titled Enrich Uran Step 21
    2
    Pass gas gennem et stærkt magnetfelt.
  • Billede med titlen Enrich Uran Step 22
    3
    Separat isotoperne af ioniseret uran, identificere dem ved de lister, der er tilbage, når de passerer gennem magnetfeltet. Uernes ioner235 spor, der kurver anderledes end dem, der forlades af U238. Disse ioner kan isoleres for at berige uran.
    • Denne fremgangsmåde blev anvendt til at behandle uran atombomber kastet over Hiroshima i 1945, og var også den berigelse, der anvendes af Irak i 1992-programmet atomvåben Det kræver 10 gange mere energi end gasdiffusions-, som gør det upraktisk for store berigelse programmer.

    • Metode 7
    Fremgangsmåde til separering af laserisotoper

    Billede med titlen Enrich Uran Step 23
    1
    Juster en laser til en bestemt farve. Laserlyset skal være helt længden af ​​en specifik (monokromatisk) bølge. Denne bølgelængde vil kun målrette U-atomer235, forlader atomer af u238 uberørt.
  • Billede med titlen Enrich Uran Step 24
    2
    Oplys uran med laserlys. I modsætning til andre uranberigelse processer, behøver du ikke at bruge uranhexafluorid gas, selv om de fleste laser processer for at gøre det. Du kan også bruge en legering af jern og uran som en kilde til uran, selvom du kan komme igennem processen med adskillelse af atom-damp laser isotop (AVLIS, akronymet på engelsk).
  • Billedbetegnelse Beregn uran Trin 25
    3
    Udvind uranatomer med elektroner i ophidset tilstand. Disse vil være U-atomer235.

    • tips

    • Nogle lande oparbejdede nukleare brændstoffer med det formål at genvinde udtømt uran og plutonium skabt under fissionsprocessen. Det oparbejdede uran skal trækkes tilbage fra isotoperne U232 og u236 dannet under fission, og hvis de er beriget, skal processen udføres på et niveau højere end det, der anvendes i det nye uran (som ikke blev brugt), siden U236 absorberer neutroner og hæmmer fissionsprocessen. Af denne grund skal oparbejdet uran holdes adskilt fra uran, som vil blive beriget for første gang.

    advarsler

    • Uran er faktisk kun svagt radioaktivt - men når det omdannes til UF-gas6, bliver et toksisk kemikalie, der reagerer med vand til dannelse af ætsende flussyre. (Denne syre er almindeligvis kaldes "syre til lave optagelser" på grund af dens anvendelse pote gravering glas.) Så uranberigelse planter kræver de samme beskyttelsesforanstaltninger, at kemiske planter, der arbejder med fluor, som omfatter holde gassen UF6 under lavt tryk det meste af tiden og brug yderligere indeslutningsniveauer i områder, der kræver øget tryk.
    • Genanvendt uran skal holdes under kraftig afskærmning, fordi U232 som den indeholder nedbrydes til elementer, der udsender en stor mængde gammastråling.
    • Beriget uran normalt kun kan oparbejdes en gang.

    Kilder og citater

    Vis mere ... (23)
    Del på sociale netværk:

    Relaterede
    © 2024 HodTari.com