غنی سازی اورانیوم

لینک دانلود خرید پایین توضیحات

فرمت word  قابل ویرایش پرینت

تعداد صفحات: 21

مقدمه

سنگ معدن اورانیوم موجود طبیعت دو ایزوتوپ 235U مقدار 0.7 درصد 238U ‏به مقدار 3.99 درصد تشکیل شده است. سنگ معدن ابتدا اسید حل کرده ‏بعد تخلیص فلز ، اورانیوم بصورت ترکیب اتم فلوئور (9F ) بصورت مولکول ‏اورانیوم هگزا فلوراید تبدیل می‌کنند حالت گازی است. سرعت متوسط ‏مولکولهای گازی جرم مولکولی گاز نسبت عکس دارد.

غنی سازی دستگاه سانتریفیوژ

سانتریفیوژ دستگاهی است برپای جدا سازی مواد یکدیگر اساس وزن انها استفاده می‌شود. دستگاه مواد سرعت زیاد حول یک محور گردش می‌اورد مواد متناسب وزنی دارند محور فاصله می‌گیرند. واقع روش جدا سازی مواد یکدیگر شتاب ناشی نیروی گریز مرکز استفاده می‌گردد، کاربرد عمومی دستگاه جداسازی مایع مایع مایع جامد است. سانتریفیوژهایی غنی سازی اورانیوم استفاده می‌شود حالت خاصی دارند گاز تهیه شده‌اند انها Hyper-Centrifuge گفته می‌شود. پیش انکه دانشمندان روش غنی سازی اورانیوم استفاده کنند تکنولوژی خاصی بنام Gaseous Diffusion معنی پخش توزیع گازی استفاده می‌کردند.

غنی سازی دیفوزیون گازی Gaseous Diffusion

گراهان سال 1864 پدیده‌ای کشف کرد سرعت متوسط مولکولهای ‏گاز معکوس جرم مولکولی گاز متناسب بود. پدیده نام دیفوزیون ‏گازی مشهور است غنی سازی اورانیوم استفاده می‌کنند. عمل اورانیوم ‏هگزا فلوراید طبیعی گازی شکل ستونهایی جدار انها اجسام متخلخل ‏‏(خلل فرج دار) درست شده است عبور می‌دهند. سوراخهای موجود جسم ‏متخلخل باید قدری بیشتر شعاع اتمی یعنی حدود 2.5 انگسترم (7-‏25x10 سانتیمتر) باشد

ضریب جداسازی متناسب اختلاف جرم مولکولها است. روش غنی سازی ‏اورانیوم تقریبا مطابق همین اصولی است اینجا گفته شد. وجود ‏می‌توان خوبی حدس زد پرخرج مرحله تهیه سوخت اتمی همین ‏مرحله غنی سازی ایزوتوپها است، زیرا هر هزاران کیلو سنگ معدن اورانیوم ‏‏140 کیلوگرم اورانیوم طبیعی بدست می‌اید فقط یک کیلوگرم 235U ‏خالص وجود دارد. Gaseous Diffusion جمله تکنولوژیهایی بود ایالات متحده طی جنگ جهانی دوم پروژه‌ای بنام منهتن (Manhattan) ساخت بمب هسته‌ای ، کمک انگلیس کانادا دست پیدا کرد.

در روش تکرار استفاده صفحات فیلتر مانند ، بصورت ابشاری (Cascade) ، میزان 235U مقدار دلخواه بالا می‌بردند. روش اولین راهکارهای صنعتی غنی سازی اورانیوم بود کابرد عملی پیدا کرد. نمونه‌ای سانتریفیوژهای گازی ابشاری غنی سازی اورانیوم انها استفاده می‌شود. Hyper-Centrifuge اما روش استفاده سانتریفیوژ غنی سازی اورانیوم ، تعداد بسیار زیادی دستگاهها بصورت سری موازی بکار می‌برند کمک بتوانند غلظت 235U افزایش دهند.

گاز هگزافلوراید اورانیوم (UF6) داخل سیلندرهای سانتریفیوژ تزریق می‌شود سرعت زیاد گردش اورده می‌گردد. گردش سریع سیلندر ، نیروی گریز مرکز بسیار قوی تولید می‌کند طی مولکولهای سنگینتر (انهایی شامل ایزوتوپ 238U هستند) مرکز محور گردش دورتر می‌گردند برعکس انها مولکولهای سبکتری دارند (حاوی ایزوتوپ 235U ) بیشتر حول محور سانتریفیوژ قرار می‌گیرند.

در هنگام استفاده روشهای خاص گازی حول محور جمع شده است جمع اوری شده مرحله دیگر یعنی دستگاه سانتریفیوژ بعدی هدایت می‌گردد. میزان گاز هگزافلوراید اورانیوم شامل 235U روش یک واحد جداسازی بدست می‌اید مراتب بیشتر مقداری است روش قبلی (Gaseous Diffusion) بدست می‌اید، همین علت است امروزه بیشتر نقاط جهان غنی سازی اورانیوم روش استفاده می‌کنند.

بزرگترین دستگاههای ابشاری سانتریفیوژ کشورهایی مانند فرانسه ، المان ، انگلستان چین حال غنی سازی اورانیوم هستد. کشورها علاوه مصرف داخلی صادرات