Tarkib

• Qadamlar
• 7 -usul 1: asosiy boyitish jarayoni
• 7 -ning 2 -usuli: Gazni tarqatish jarayoni
• 7 -ning 3 -usuli: Gazni birlashtirish jarayoni
• 7 -usul 4: Aerodinamik ajratish jarayoni
• 7 -usul 5: Suyuq issiqlik tarqalish jarayoni
• 7 -usul 6: Elektromagnit izotoplarni ajratish jarayoni
• 7 -usul 7: Lazer izotoplarini ajratish jarayoni
• Maslahatlar
• Ogohlantirishlar

Uran yadroviy reaktorlar uchun yoqilg'i sifatida ishlatiladi va 1945 yilda Xirosimaga tashlangan birinchi atom bombasini yaratish uchun ham ishlatilgan. Uran har xil atom massali va radioaktivlik darajasi har xil bo'lgan bir nechta izotoplarni o'z ichiga olgan uran qatronli rudasidan qazib olinadi. Parchalanish reaksiyasida foydalanish uchun U izotopining miqdori ma'lum darajaga ko'tarilishi kerak. Bu jarayon uranni boyitish deb ataladi. Buning bir necha usullari mavjud.

Qadamlar

7 -usul 1: asosiy boyitish jarayoni

1. 1 Uranni nima maqsadda ishlatishni hal qiling. Odatda uran rudasi 0,7% U ni o'z ichiga oladi, qolgan qismi esa nisbatan barqaror U izotopidan iborat. Uranni ishlatmoqchi bo'lgan reaksiya turi U miqdorini aniqlaydi. mavjud uran imkon qadar samarali.
   • Yadro energetikasida ishlatiladigan uran 3-5% U. darajagacha boyitilishi kerak (ba'zi atom reaktorlari boyitilmagan urandan foydalanishni talab qiladi).
   • Yadro qurolini yaratish uchun ishlatiladigan uran 90% U ga boyitilishi kerak.
2. 2 Uran rudasini gazga aylantirish. Uranni boyitishning ko'p usullari rudani past haroratli gazga aylantirishni talab qiladi. Ftorli gaz rudani konvertatsiya qilish qurilmasiga quyiladi. Uran oksidi ftor bilan o'zaro ta'sirlashib, uran geksafloridi (UF) ishlab chiqaradi₆). Shundan so'ng, U izotopi gazdan ajratiladi.
3. 3 Uranni boyitish. Bu matnning qolgan qismida uranni boyitishning turli usullari tasvirlangan. Eng keng tarqalgani gaz diffuziyasi va gaz santrifüjidir, lekin izotoplarni lazer bilan ajratish tez orada ularni almashtirishi kerak.
4. 4 Uran heksafloridini uran dioksidiga aylantiring₂). Uranni boyitgandan so'ng, undan foydalanish uchun barqaror, kuchli shaklga aylantirilishi kerak.
   • Uran dioksidi yadro reaktorlari uchun yonilg'i sifatida 4 metrli tayoqlar hosil qiluvchi metall naychalarga joylashtirilgan granulalar ko'rinishida ishlatiladi.

7 -ning 2 -usuli: Gazni tarqatish jarayoni

1. 1 UF nasoslari₆ quvurlar orqali.
2. 2 Gazni gözenekli filtr yoki membranadan o'tkazing. U izotopi U, UFdan engilroq bo'lgani uchun₆engilroq izotop o'z ichiga olgan membrana orqali og'irroq izotopga qaraganda tezroq o'tadi.
3. 3 Etarli U to'planmaguncha diffuziya jarayonini takrorlang. Takroriy diffuziya kaskad deb ataladi. Etarli U to'planmaguncha membrana orqali 1400 marta o'tishi mumkin.
4. 4 UFni siqish₆ suyuqlikka aylanadi. Gaz boyitilganidan keyin u suyuqlikka quyiladi va idishlarga joylashtiriladi, u erda sovutiladi va qotib tashiladi va granulalarga aylanadi.
   • Filtrlar orqali ko'p miqdordagi gaz o'tishi tufayli bu jarayon energiya sarflaydi va shuning uchun ishlatishdan chiqib ketadi.

7 -ning 3 -usuli: Gazni birlashtirish jarayoni

1. 1 Yuqori tezlikda aylanadigan bir nechta tsilindrni yig'ing. Bu tsilindrlar santrifüjlardir. Santrifüjlar parallel va ketma -ket yig'iladi.
2. 2 UF yuklang₆ santrifugalarda. Santrifüjlar markazdan qochish kuchini ishlatib, uni o'z ichiga olgan og'irroq gazni silindr devorlarida bo'lishga majbur qiladi, engilroq esa U bilan, markazda qoladi.
3. 3 Alohida ajratilgan gazlar.
4. 4 Jarayonni har xil santrifugalarda bu gazlar bilan takrorlang. U miqdori yuqori bo'lgan gaz, santrifüjdan o'tib, yana U ni qaytaradi, U miqdori past bo'lgan gaz esa qolgan U ni qaytarish uchun siqib chiqariladi.Shunday qilib, gaz tarqalishidan ko'ra ko'proq U olinadi.
   • Gaz santrifüjlarini ishlatish jarayoni 1940 -yillarda kashf etilgan, lekin 1960 -yillargacha, kam energiya iste'moli ahamiyatli bo'lgunga qadar ko'p ishlatilmagan. Hozirgi vaqtda ushbu jarayondan foydalanadigan ob'ekt AQShning Yunis shahrida joylashgan. Rossiyada 4 ta, Yaponiya va Xitoyda - 2 tadan, Buyuk Britaniya, Gollandiya va Germaniyada - bittadan.

7 -usul 4: Aerodinamik ajratish jarayoni

1. 1 Bir nechta statsionar tor tsilindrlarni yasang.
2. 2 UF kiriting₆ silindrlarga yuqori tezlikda. Shu tarzda kiritilgan gaz silindrda siklon kabi aylanadi, buning natijasida u aylanadigan santrifugadagi kabi U va U ga bo'linadi.
   • Janubiy Afrikada ular tangensial ravishda silindrga gaz quyishni o'ylab topdilar. Hozirgi vaqtda u kremniy kabi yorug'lik izotoplarida sinovdan o'tkazilmoqda.

7 -usul 5: Suyuq issiqlik tarqalish jarayoni

1. 1 Bosim ostida UF gazini aylantiring₆ suyuqlikka aylanadi.
2. 2 Ikkita kontsentratsiyali quvurni yarating. Quvurlar juda baland bo'lishi kerak. Quvurlar qancha uzun bo'lsa, shuncha ko'p gaz ajratilishi mumkin.
3. 3 Quvurlarni suyuq suv qobig'i bilan o'rab oling. Bu tashqi quvurni sovutadi.
4. 4 Quvurlar orasiga suyuq uran geksaflorid quyiladi.
5. 5 Ichki trubkani bug 'bilan qizdiring. Issiqlik UFda konvektsiya oqimini hosil qiladi₆Bu yorug'lik U izotoplarining issiq ichki trubaga, og'ir U sovuq tashqi trubaga o'tishiga olib keladi.
   • Bu jarayon 1940 yilda Manxetten loyihasi doirasida ixtiro qilingan, ammo gazni yanada samarali tarqatish jarayoni ishlab chiqilgandan keyin erta tashlangan.

7 -usul 6: Elektromagnit izotoplarni ajratish jarayoni

1. 1 UF gazini ionlashtiring₆.
2. 2 Gazni kuchli magnit maydonidan o'tkazing.
3. 3 Ionlangan uran izotoplarini magnit maydonidan o'tishda qoldirgan izlaridan ajratib oling. U -ionlari U -dan farqli ravishda egilgan izlarni qoldiradi. Bu ionlarni boyitilgan uran ishlab chiqarish uchun ajratish mumkin.
   • Bu usul 1945 yilda Xirosimaga tashlangan atom bombasi uchun uran ishlab chiqarish uchun ishlatilgan va 1992 yilda Iroq yadro quroli dasturi uchun ishlatilgan. Bu usul gazni tarqatish usulidan 10 barobar ko'proq energiya talab qiladi, bu esa keng ko'lamli dasturlar uchun amaliy emasligini ko'rsatadi.

7 -usul 7: Lazer izotoplarini ajratish jarayoni

1. 1 Lazerni ma'lum bir chastotaga sozlang. Lazer nuri ma'lum to'lqin uzunligiga ega bo'lishi kerak (bitta rang). Ma'lum to'lqin uzunligida lazer faqat U atomlarini nishonga oladi va U atomlari o'zgarmaydi.
2. 2 Lazerni uranga yo'naltiring. Uranni boyitishning boshqa usullaridan farqli o'laroq, bu jarayon uran geksaflorid gazidan foydalanishni talab qilmaydi. Siz uran va temirning qotishmasidan foydalanishingiz mumkin, bu ko'pincha sanoatda amalga oshiriladi.
3. 3 Uran atomlarini hayajonlangan elektronlar bilan chiqaradi. Bu U atomlari bo'ladi.

Maslahatlar

• Ba'zi mamlakatlarda uran va plutoniyni parchalanish jarayonidan ajratish uchun yadroviy chiqindilar qayta ishlatiladi. Qayta foydalanish mumkin bo'lgan uran parchalanish jarayonida olingan U va U dan olinishi kerak, endi esa uran avvalgisidan yuqori darajaga boyitilishi kerak, chunki U neytronlarni o'zlashtiradi va shu bilan parchalanish jarayonini sekinlashtiradi. Shu sababli, birinchi marta ishlatilgan uran qayta ishlangan urandan alohida saqlanishi kerak.

Ogohlantirishlar

• Aslida, uran zaif radioaktivdir. Biroq, uni UF ga aylantirganda₆ , u suv bilan aloqa qilganda gidroflorik kislota hosil qiladigan zaharli kimyoviy moddaga aylanadi. Shu sababli, uranni boyitish zavodlari UF gazini saqlashni o'z ichiga oladigan ftor bilan ishlaydigan kimyoviy zavodlar kabi bir xil xavfsizlik va himoyani talab qiladi.₆ past bosim ostida va yuqori bosim ostida ishlayotganda qo'shimcha muhrdan foydalanish.
• Qayta ishlanadigan uran jiddiy himoyalangan bo'lishi kerak, chunki U izotoplari kuchli gamma nurlanishini chiqaradigan elementlarga parchalanadi.
• Boyitilgan uran odatda bir marta qayta ishlatilishi mumkin.