Hur är uran anrikat man tillverkar bomber?

Anrikat uran är uran med en hög andel av isotopen U-235, som endast utgör cirka ,72% av naturligt uran. Normal uran kallas U-238, där antalet betyder mängden nukleoner (protoner och neutroner) i dess atomkärna. U-235 har en ojämn mängd av protoner och neutroner, vilket gör den något instabil och är mottagliga för klyvningen (splitting) från termiska neutroner. Komma klyvningsprocessen att gå vidare som en kedjereaktion är grunden för kärnkraft och kärnvapen.

Eftersom U-235 har samma kemiska egenskaper till normal uran och är endast 1,26% lättare, som skiljer de två kan vara en utmaning. Processerna är oftast ganska energikrävande och kostsamma, varför endast ett fåtal länder har kunnat uppnå det en industriell skala hittills. Göra reaktorkvalitet uran, U-235 procentsatser på 3-4% krävs, medan vapenmaterial uran måste bestå av 90% U-235 eller mer. Det finns åtminstone nio teknik för uran separation, även om vissa definitivt fungera bättre än andra.

Under andra världskriget, när forskare var USA, som verkar för första isotopseparation, en rad tekniker användes. Den första etappen bestod av termisk diffusion. Genom att införa en tunn temperaturgradient, kunde forskarna koaxial ljusare U-235 partiklar mot en region av värme, och tyngre U-238 molekyler mot ett kallare område. Det här var bara förberedelse av foderråvara för nästa steg, elektromagnetisk isotopseparation.

Elektromagnetisk isotopseparation innebär vaporizing uran och sedan joniserande det att producera joner med positiv laddning. Den joniserade uran tilltog sedan på böjd av ett starkt magnetfält. Lättare U-235 atomer var deformeras något mer, medan U-238 atomer något mindre. Genom att upprepa denna process många gånger, kunde uran att berikas. Denna teknik används för att göra några av anrikat uran för den lille gossen bomb som förstörde Hiroshima.

Under det kalla kriget, övergavs elektromagnetisk isotopseparation till förmån för anrikning genom gasdiffusion teknik. Detta tillvägagångssätt sköt gasen uranhexafluorid genom ett halvgenomträngligt membran, som något skilde två isotoper från varandra. Liksom tidigare tekniken skulle denna process behövt göras många gånger för att isolera en betydande mängd av U-235.

Dagens anrikning tekniker används centrifuger. Den ljusare U-235 atomer något företrädesvis sköt mot ytterväggar centrifuger, koncentrera dem där de kan utvinnas. Liksom alla andra tekniker, måste det göras många gånger för att arbeta. Full system som renar uran på detta sätt utnyttja många centrifuger och kallas centrifugkaskaderna. Den Zippe centrifug är en mer avancerad variant på den traditionella centrifug som utnyttjar värme samt centrifugalkraft för att separera isotopen.

Andra tekniker uran separation inkluderar aerodynamiska processer, olika metoder för separation laser, plasma separation, och en kemisk teknik, som utnyttjar en mycket liten skillnad i de två isotoper benägenhet att byta valens i oxidation /reduktion reaktioner.


Kommentarer

  • Om oss
  • Reklam
  • Kontakta redaktören
  • Få nyhetsbrev
  • RSS-feed

Redaktör: Beáta Megyesi
Nyheter redaktör: Christiane Schaefer

Kundservice: Mats Schaefer,
Helena Löthman

Tel: +46 00 79 22 00
Fax: +46 00 79 22 01

© Copyright 2014 Debok.net - All rights reserved.