stringtranslate.com

Обогащенный уран

Обогащенный уран — это тип урана , в котором процентный состав урана-235 (записывается 235 U) был увеличен в результате процесса разделения изотопов . Природный уран состоит из трех основных изотопов: уран-238 ( 238 U с естественным содержанием 99,2739–99,2752% ), уран-235 ( 235 U, 0,7198–0,7202%) и уран-234 ( 234 U, 0,0050–0,0059). %). [ нужна ссылка ] 235 U — единственный существующий в природе нуклид (в сколько-нибудь заметном количестве), который делится тепловыми нейтронами . [1]

Пропорции урана-238 (синий) и урана-235 (красный), обнаруженные в природных условиях, по сравнению с обогащенными сортами.

Обогащенный уран является важнейшим компонентом как для гражданской атомной энергетики , так и для военного ядерного оружия . Международное агентство по атомной энергии пытается отслеживать и контролировать поставки и процессы обогащенного урана в своих усилиях по обеспечению безопасности производства атомной энергии и сдерживанию распространения ядерного оружия .

В мире имеется около 2000  тонн высокообогащенного урана, [2] производимого в основном для ядерной энергетики , ядерного оружия, военно-морских силовых установок и меньшие количества для исследовательских реакторов .

Оставшийся после обогащения 238 U известен как обедненный уран (ОУ) и значительно менее радиоактивен , чем даже природный уран, хотя все еще очень плотный. Обедненный уран используется в качестве материала радиационной защиты и бронебойного оружия .

Оценки

Уран, добываемый непосредственно с Земли, не подходит в качестве топлива для большинства ядерных реакторов и требует дополнительных процессов, чтобы сделать его пригодным для использования ( заметным исключением является конструкция CANDU ). Уран добывают либо под землей, либо открытым способом, в зависимости от глубины его обнаружения. После того, как урановая руда добыта, она должна пройти процесс измельчения, чтобы извлечь уран из руды.

Это достигается за счет сочетания химических процессов, в результате которых конечным продуктом является концентрированный оксид урана, известный как « желтый кек », который содержит примерно 80% урана, тогда как исходная руда обычно содержит всего 0,1% урана. [3]

После завершения процесса измельчения уран должен подвергнуться процессу преобразования «либо в диоксид урана , который можно использовать в качестве топлива для тех типов реакторов, которые не требуют обогащенного урана, либо в гексафторид урана , который можно использовать в качестве топлива для тех типов реакторов, которые не требуют обогащенного урана». обогащенного для производства топлива для большинства типов реакторов». [4] Природный уран состоит из смеси 235 U и 238 U. 235 U делится , то есть легко расщепляется нейтронами , тогда как остаток составляет 238 U, но в природе более 99% извлеченного урана руда составляет 238 U. Большинству ядерных реакторов требуется обогащенный уран, то есть уран с более высокими концентрациями 235 U в диапазоне от 3,5% до 4,5% (хотя некоторые конструкции реакторов, использующие графитовый или тяжеловодный замедлитель , такие как РБМК и CANDU , являются способные работать на природном уране в качестве топлива). Существует два коммерческих процесса обогащения: газовая диффузия и газовое центрифугирование . Оба процесса обогащения включают использование гексафторида урана и производят обогащенный оксид урана.

Барабан желтого кека (смесь урановых осадков)

Переработанный уран (RepU)

Переработанный уран (RepU) — продукт ядерных топливных циклов , включающих ядерную переработку отработавшего топлива . RepU, извлеченный из отработавшего топлива легководного реактора (LWR), обычно содержит немного больше 235 U, чем природный уран , и поэтому может использоваться для топлива реакторов, которые обычно используют природный уран в качестве топлива, таких как реакторы CANDU . Он также содержит нежелательный изотоп уран-236 , который подвергается захвату нейтронов , тратя нейтроны впустую (и требуя более высокого обогащения 235 U) и создавая нептуний-237 , который может стать одним из наиболее мобильных и неприятных радионуклидов при захоронении ядерных отходов в глубоких геологических хранилищах. .

Низкообогащенный уран (НОУ)

Низкообогащенный уран (НОУ) имеет концентрацию 235 U менее 20%; например, в коммерческих реакторах LWR, наиболее распространенных энергетических реакторах в мире, уран обогащен от 3 до 5% 235 U.Слабообогащенный уран ( СЭУ ) имеет концентрацию 235 U менее 2% [5].

Высококачественный НОУ (HALEU) имеет обогащение от 5% до 20%. [6] Свежий НОУ, используемый в исследовательских реакторах, обычно имеет обогащение 235 U от 12% до 19,75%; последняя концентрация используется для замены ВОУ-топлива при конвертации в НОУ. [7]

Высокообогащенный уран (ВОУ)

Заготовка высокообогащенного металлического урана

Высокообогащенный уран (ВОУ) имеет концентрацию 235 U 20% или выше. Делящийся уран в основных компонентах ядерного оружия обычно содержит 85% или более 235 U, известного как оружейный сорт , хотя теоретически для имплозионной конструкции - минимум 20%. может быть достаточным (так называемым пригодным для использования в качестве оружия), хотя для этого потребуются сотни килограммов материала и «непрактично проектировать»; [8] [9] гипотетически возможно даже более низкое обогащение, но по мере уменьшения процента обогащения критическая масса для незамедлительных быстрых нейтронов быстро увеличивается, например, требуется бесконечная масса 5,4% 235 U. [8] В ходе экспериментов по критичности было достигнуто обогащение урана более чем до 97%. [10]

Самая первая урановая бомба « Маленький мальчик» , сброшенная Соединенными Штатами на Хиросиму в 1945 году, содержала 64 килограмма (141 фунт) урана, обогащенного на 80%. Обертывание делящегося ядра оружия отражателем нейтронов (который является стандартным для всех ядерных взрывчатых веществ) может значительно снизить критическую массу. Поскольку активная зона была окружена хорошим отражателем нейтронов, при взрыве она имела почти 2,5 критической массы. Отражатели нейтронов, сжимающие делящееся ядро ​​посредством имплозии, ускорения термоядерного синтеза и «тампинга», которое замедляет расширение делящегося ядра по инерции, позволяют создавать конструкции ядерного оружия , которые используют меньше критической массы, чем одна критическая масса голой сферы при нормальной плотности. Присутствие слишком большого количества изотопа 238 U подавляет неконтролируемую цепную ядерную реакцию , которая отвечает за мощность оружия. Критическая масса для 85% высокообогащенного урана составляет около 50 килограммов (110 фунтов), что при нормальной плотности представляет собой сферу диаметром около 17 сантиметров (6,7 дюйма).

Позднее в ядерном оружии США обычно используется плутоний-239 на первой ступени, но в рубашке или тампере вторичной ступени, которая сжимается в результате первичного ядерного взрыва, часто используется ВОУ с обогащением от 40% до 80% [11] вместе с термоядерным топливом лития . дейтерид . Для вторичного компонента крупного ядерного оружия более высокая критическая масса менее обогащенного урана может быть преимуществом, поскольку позволяет активной зоне во время взрыва содержать большее количество топлива. Уран -238 не считается делящимся, но он все же может делиться быстрыми нейтронами (> 2 МэВ), такими как те, которые образуются во время DT-синтеза .

ВОУ также используется в реакторах на быстрых нейтронах , активные зоны которых требуют около 20% или более делящегося материала, а также в военно-морских реакторах , где он часто содержит не менее 50% 235 U, но обычно не превышает 90%. В прототипе коммерческого быстрого реактора Ферми -1 использовался ВОУ с содержанием 235 U 26,5%. Значительные количества ВОУ используются в производстве медицинских изотопов , например молибдена-99 для генераторов технеция-99m . [12]

Методы обогащения

Разделение изотопов затруднено, поскольку два изотопа одного и того же элемента имеют почти одинаковые химические свойства и могут быть разделены только постепенно, используя небольшие различия в массах. ( 235 U всего на 1,26% легче, чем 238 U.) Эта проблема усугубляется тем, что уран редко разделяется в атомной форме, а в виде соединения ( 235 UF 6 всего на 0,852% легче, чем 238 UF 6 ). Каскад идентичных ступеней дает последовательно более высокие концентрации 235 U. Каждая ступень передает чуть более концентрированный продукт на следующую ступень и возвращает на предыдущую ступень чуть менее концентрированный остаток.

В настоящее время в мире используются два общих коммерческих метода обогащения: газовая диффузия (называемая первым поколением) и газовая центрифуга ( второе поколение), которая потребляет всего от 2% до 2,5% [13] энергии, чем газовая диффузия. Проводятся некоторые работы, в которых будет использоваться ядерный резонанс ; однако нет надежных доказательств того, что какие-либо процессы ядерного резонанса были доведены до производства.

Методы диффузии

Газовая диффузия

Газовая диффузия использует полупроницаемые мембраны для разделения обогащенного урана.

Газовая диффузия — это технология, используемая для производства обогащенного урана путем пропускания газообразного гексафторида урана ( гекса ) через полупроницаемые мембраны . Это приводит к небольшому разделению молекул, содержащих 235 U и 238 U. На протяжении всей холодной войны газовая диффузия играла важную роль в качестве метода обогащения урана, и по состоянию на 2008 год на ее долю приходилось около 33% производства обогащенного урана, [14], но в 2011 году была признана устаревшей технологией, которая постепенно заменяется технологиями более поздних поколений по мере того, как диффузионные установки достигают конца своего срока службы. [15] В 2013 году прекратил работу завод в Падуке в США, это был последний коммерческий газодиффузионный завод по производству 235 U в мире. [16]

Термическая диффузия

Термическая диффузия использует передачу тепла через тонкую жидкость или газ для разделения изотопов. В этом процессе используется тот факт, что более легкие молекулы газа 235 U будут диффундировать к горячей поверхности, а более тяжелые молекулы газа 238 U будут диффундировать к холодной поверхности. Завод S-50 в Ок-Ридже, штат Теннесси, использовался во время Второй мировой войны для подготовки исходного материала для процесса электромагнитного разделения изотопов (EMIS), о котором рассказывается далее в этой статье. От него отказались в пользу газовой диффузии.

Методы центрифугирования

Газовая центрифуга

Каскад газовых центрифуг на обогатительном заводе в США

В процессе газовой центрифуги используется большое количество вращающихся цилиндров, расположенных последовательно и параллельно. Вращение каждого цилиндра создает сильную центростремительную силу , так что более тяжелые молекулы газа, содержащие 238 U, движутся по касательной к внешней стороне цилиндра, а более легкие молекулы газа, богатые 235 U, собираются ближе к центру. Для достижения такого же разделения требуется гораздо меньше энергии, чем для более старого процесса газовой диффузии, который он в значительной степени заменил, и поэтому является предпочтительным в настоящее время методом и называется вторым поколением . Он имеет коэффициент разделения на ступень 1,3 по сравнению с газодиффузией 1,005, [14] , что соответствует примерно одной пятидесятой потребности в энергии. Методы газовых центрифуг производят почти 100% обогащенного урана в мире. Стоимость единицы работы разделения составляет примерно 100 долларов за единицу работы разделения (ЕРР), что делает ее примерно на 40% дешевле, чем стандартные методы газовой диффузии. [17]

Центрифуга Зиппе

Схема принципов работы газовой центрифуги типа Zippe, где U-238 показан темно-синим цветом, а U-235 - голубым.

Центрифуга типа Zippe представляет собой усовершенствованную версию стандартной газовой центрифуги, основное отличие которой заключается в использовании тепла. Нижняя часть вращающегося цилиндра нагревается, создавая конвекционные потоки, которые перемещают 235 U вверх по цилиндру, где его можно собрать совками. Эта улучшенная конструкция центрифуги используется компанией Urenco в коммерческих целях для производства ядерного топлива, а также использовалась Пакистаном в своей программе создания ядерного оружия.

Лазерные методы

Лазерные процессы обещают более низкие энергозатраты, более низкие капитальные затраты и более низкие анализы хвостов, а следовательно, значительные экономические преимущества. Несколько лазерных процессов были исследованы или находятся в стадии разработки. Разделение изотопов лазерным возбуждением (SILEX) хорошо разработано и лицензировано для коммерческой эксплуатации с 2012 года. Разделение изотопов лазерным возбуждением - очень эффективный и дешевый метод разделения урана, который можно осуществлять на небольших установках, требующих гораздо меньше энергии. и пространство, чем предыдущие методы разделения. Стоимость обогащения урана с использованием технологий лазерного обогащения составляет примерно 30 долларов США за ЕРР [17] , что составляет менее трети стоимости газовых центрифуг, нынешнего стандарта обогащения. Разделение изотопов с помощью лазерного возбуждения можно было бы осуществлять на установках, практически не обнаруживаемых спутниками. [18] За последние два десятилетия более 20 стран работали над лазерной сепарацией, наиболее заметными из них являются Иран и Северная Корея, хотя до сих пор все страны добились очень ограниченного успеха.

Лазерное разделение изотопов на атомных парах (AVLIS)

В лазерном разделении изотопов атомного пара используются специально настроенные лазеры [19] для разделения изотопов урана с использованием селективной ионизации сверхтонких переходов . В этом методе используются лазеры , настроенные на частоты, которые ионизуют атомы 235 U и никакие другие. Положительно заряженные ионы 235 U затем притягиваются к отрицательно заряженной пластине и собираются.

Молекулярное лазерное разделение изотопов (MLIS)

В молекулярном лазерном разделении изотопов используется инфракрасный лазер, направленный на UF 6 , возбуждающий молекулы, содержащие атом 235 U. Второй лазер освобождает атом фтора , оставляя пентафторид урана , который затем выпадает в осадок из газа.

Разделение изотопов лазерным возбуждением (SILEX)

Разделение изотопов с помощью лазерного возбуждения — австралийская разработка, в которой также используется UF6 . После длительного процесса разработки, в котором американская компания по обогащению USEC приобрела, а затем отказалась от прав на коммерциализацию этой технологии, GE Hitachi Nuclear Energy (GEH) подписала соглашение о коммерциализации с Silex Systems в 2006 году. [20] С тех пор GEH построила демонстрационную испытательную петлю и объявила планирует построить первый коммерческий объект. [21] Детали процесса засекречены и ограничены межправительственными соглашениями между США, Австралией и коммерческими организациями. Предполагается, что SILEX будет на порядок более эффективным, чем существующие методы производства, но точная цифра, опять же, засекречена. [14] В августе 2011 года компания Global Laser Enrichment, дочерняя компания GEH, обратилась в Комиссию по ядерному регулированию США (NRC) за разрешением на строительство коммерческого завода. [22] В сентябре 2012 года NRC выдала GEH лицензию на строительство и эксплуатацию коммерческого завода по обогащению SILEX, хотя компания еще не решила, будет ли проект достаточно прибыльным для начала строительства, и несмотря на опасения, что технология может способствовать к распространению ядерного оружия . [23] Страх перед распространением ядерного оружия возник отчасти из-за того, что технология лазерной сепарации требует менее 25% площади типичных методов разделения, а также требует только энергии, которой хватило бы на 12 типичных домов, а установка работающей установки лазерной сепарации посредством лазерного возбуждения значительно ниже порога обнаружения существующих технологий наблюдения. [18] В связи с этими опасениями Американское физическое общество подало петицию в NRC, требуя, чтобы перед строительством каких-либо установок лазерного возбуждения они прошли формальную проверку рисков распространения. APS даже дошло до того, что назвало эту технологию «меняющей правила игры» [17] из-за ее способности быть скрытой от любого типа обнаружения.

Другие методы

Аэродинамические процессы

Принципиальная схема аэродинамического сопла. Многие тысячи этих маленьких фольг будут объединены в обогатительную установку.
Процесс производства LIGA , основанный на рентгеновском излучении, был первоначально разработан в Forschungszentrum Karlsruhe, Германия, для производства сопел для обогащения изотопов. [24]

Процессы аэродинамического обогащения включают в себя методы струйного сопла Беккера, разработанные EW Becker и его коллегами, с использованием процесса LIGA и процесса разделения вихревой трубки . Эти процессы аэродинамического разделения зависят от диффузии, вызванной градиентами давления, как и газовая центрифуга. В целом они имеют тот недостаток, что требуют сложных систем каскадирования отдельных разделительных элементов для минимизации энергопотребления. По сути, аэродинамические процессы можно рассматривать как невращающиеся центрифуги. Усиление центробежных сил достигается за счет разбавления UF 6 водородом или гелием в качестве газа -носителя, обеспечивая гораздо более высокую скорость потока газа, чем можно было бы получить, используя чистый гексафторид урана. Южно-Африканская корпорация по обогащению урана ( UCOR) разработала и внедрила непрерывный каскад вихревого разделения «Геликон» для высокой производительности и низкого обогащения, а также существенно отличающийся полупериодический каскад «Пельсакон» для низкой производительности и высокого обогащения, в которых используется особая конструкция сепаратора с вихревой трубкой и оба воплощены в промышленном предприятии. [25] Демонстрационная установка была построена в Бразилии консорциумом NUCLEI, возглавляемым Industrias Nucleares do Brasil, который использовал процесс сепарационного сопла. Однако все методы имеют высокие энергозатраты и существенные требования к отводу отходящего тепла; ни один в настоящее время еще не используется.

Электромагнитное разделение изотопов

Принципиальная диаграмма разделения изотопов урана в калютроне показывает, как сильное магнитное поле используется для перенаправления потока ионов урана к мишени, что приводит к более высокой концентрации урана-235 (представленного здесь темно-синим цветом) на внутренних границах транслировать.

В процессе электромагнитного разделения изотопов (EMIS) металлический уран сначала испаряется, а затем ионизируется до положительно заряженных ионов. Катионы затем ускоряются и впоследствии отклоняются магнитными полями на соответствующие мишени сбора. Масс-спектрометр промышленного масштаба под названием Калутрон был разработан во время Второй мировой войны и предоставил часть 235 U, использованного для ядерной бомбы «Маленький мальчик» , сброшенной на Хиросиму в 1945 году. Собственно термин «Калютрон» относится к многоступенчатому устройству, устроенному в большом овале вокруг мощного электромагнита. От электромагнитного разделения изотопов в значительной степени отказались в пользу более эффективных методов.

Химические методы

Один химический процесс был продемонстрирован на стадии пилотной установки, но не использовался в производстве. Французский процесс CHEMEX использовал очень небольшую разницу в склонности двух изотопов к изменению валентности при окислении/восстановлении с использованием несмешивающихся водных и органических фаз. Процесс ионного обмена был разработан компанией Asahi Chemical Company в Японии , в которой применяется аналогичный химический состав, но происходит разделение на запатентованной ионообменной колонке со смолой .

Плазменное разделение

Процесс плазменного разделения (PSP) описывает метод, в котором используются сверхпроводящие магниты и физика плазмы . В этом процессе используется принцип ионного циклотронного резонанса для избирательной подачи энергии на изотоп 235 U в плазме , содержащей смесь ионов . Франция разработала собственную версию PSP, которую назвала RCI. Финансирование RCI было резко сокращено в 1986 году, и программа была приостановлена ​​примерно в 1990 году, хотя RCI все еще используется для разделения стабильных изотопов.

Разделительный рабочий блок

«Разделительная работа» — степень разделения, выполняемая в процессе обогащения, — является функцией концентраций сырья, обогащенного продукта и обедненных хвостов; и выражается в единицах, которые рассчитываются таким образом, чтобы быть пропорциональными общим затратам (энергия / время работы машины) и перерабатываемой массе. Разделительная работа не является энергией. Один и тот же объем работы разделения потребует разного количества энергии в зависимости от эффективности технологии разделения. Работа разделения измеряется в единицах работы разделения ЕРР, кг SW или кг UTA (от немецкого Urantrennarbeit — буквально работа по разделению урана ).

Вопросы стоимости

Помимо работы разделения, обеспечиваемой обогатительной установкой, другим важным параметром, который следует учитывать, является масса природного урана (NU), которая необходима для получения желаемой массы обогащенного урана. Как и количество ЕРР, количество требуемого исходного материала также будет зависеть от желаемого уровня обогащения и от количества 235 U, которое попадает в обедненный уран. Однако в отличие от количества ЕРР, необходимых при обогащении, которое увеличивается с уменьшением уровня 235 U в обедненном потоке, количество необходимого NU будет уменьшаться с уменьшением уровня 235 U, попадающего в ОУ.

Например, при обогащении НОУ для использования в легководном реакторе обычно обогащенный поток содержит 3,6% 235 U (по сравнению с 0,7% в НУ), тогда как обедненный поток содержит от 0,2% до 0,3% 235 U. Для производства одного килограмма этого НОУ потребовалось бы примерно 8 килограммов НУ и 4,5 ЕРР, если бы в потоке ОУ было разрешено содержать 0,3% 235 U. С другой стороны, если бы обедненный поток содержал только 0,2% 235 U, то для этого потребуется всего 6,7 килограмма нутриентов, но около 5,7 ЕРР обогащения. Поскольку необходимое количество NU и количество ЕРР, требуемых во время обогащения, изменяются в противоположных направлениях, если NU дешев, а услуги по обогащению дороже, то операторы обычно предпочитают оставлять больше 235 U в потоке DU, тогда как если НУ дороже, а обогащение меньше, тогда выбрали бы наоборот.

При преобразовании урана (гексафторида, сокращенно гексагон) в металл при производстве теряется 0,3%. [26] [27]

Смешивание

Противоположностью обогащения является разбавление; излишек ВОУ можно превратить в НОУ, чтобы сделать его пригодным для использования в коммерческом ядерном топливе.

Сырье ВОУ может содержать нежелательные изотопы урана: 234 U – второстепенный изотоп, содержащийся в природном уране (в основном как продукт альфа -распада238U — посколькупериод полураспада238
U намного больше, чем у234
U , он будет производиться и уничтожаться с одинаковой скоростью в постоянном устойчивом состоянии равновесия, принося любой образец с достаточным количеством238
Содержание U до стабильного соотношения234
Ты , чтобы238
U в течение достаточно длительного периода времени); в процессе обогащения его концентрация увеличивается, но остается значительно ниже 1%. Высокие концентрации 236 U являются побочным продуктом облучения в реакторе и могут содержаться в ВОУ, в зависимости от истории его производства.236
U производится главным образом тогда, когда235
U поглощает нейтрон и не делится. Производство236
Таким образом, U неизбежен в любом реакторе на тепловых нейтронах с235
У топлива. ВОУ, переработанный из реакторов по производству материалов для ядерного оружия (с содержанием 235 U около 50%), может содержать концентрации 236 U, достигающие 25%, что приводит к концентрации примерно 1,5% в смешанном продукте НОУ. 236 U — нейтронный яд ; поэтому фактическая концентрация 235 U в продукте НОУ должна быть соответственно повышена, чтобы компенсировать присутствие 236 U. Хотя234
U также поглощает нейтроны, это воспроизводящий материал , который превращается в делящийся материал.235
U при поглощении нейтронов . Если236
U поглощает нейтрон, в результате чего образуется недолговечный237
U бета распадается до237
Np , который непригоден для использования в реакторах на тепловых нейтронах, но может быть химически отделен от отработанного топлива для утилизации в качестве отходов или для переработки в238
Pu (для использования в ядерных батареях ) в специальных реакторах.

Смесевая смесь может быть NU или DU; однако, в зависимости от качества сырья, SEU с концентрацией 235 U обычно 1,5 мас.% может использоваться в качестве смеси для разбавления нежелательных побочных продуктов, которые могут содержаться в ВОУ-сырье. Концентрации этих изотопов в продукте НОУ в некоторых случаях могут превышать спецификации ASTM для ядерного топлива, если бы использовались NU или DU. Таким образом, разбавление ВОУ, как правило, не может способствовать решению проблемы обращения с отходами, возникающей из-за существующих крупных запасов обедненного урана. В настоящее время 95 процентов мировых запасов обедненного урана находятся в безопасных хранилищах. [ нужна цитата ]

Крупное предприятие по разбавлению под названием « Программа Мегатонны в Мегаватты» превращает бывший советский ВОУ оружейного качества в топливо для коммерческих энергетических реакторов США. С 1995 по середину 2005 года 250 тонн высокообогащенного урана (достаточно для 10 000 боеголовок) было переработано в низкообогащенный уран. Цель состоит в том, чтобы переработать 500 тонн к 2013 году. Программа вывода из эксплуатации российских ядерных боеголовок составляла около 13% от общей мировой потребности в обогащенном уране до 2008 года. [14]

Корпорация США по обогащению участвовала в утилизации части из 174,3 тонн высокообогащенного урана (ВОУ), который правительство США объявило в 1996 году избыточным военным материалом. В рамках американской программы разбавления ВОУ этот ВОУ материал, полученный в основном из демонтированных американских ядерных боеголовок перерабатывался в топливо из низкообогащенного урана (НОУ), используемое атомными электростанциями для выработки электроэнергии. [28] [29]

Глобальные предприятия по обогащению

Известно, что следующие страны эксплуатируют предприятия по обогащению: Аргентина, Бразилия, Китай, Франция, Германия, Индия, Иран, Япония, Нидерланды, Северная Корея, Пакистан, Россия, Великобритания и США. [30] [31] Бельгия, Иран, Италия и Испания владеют инвестиционным интересом во французском обогатительном заводе Eurodif , при этом участие Ирана дает ему право на 10% производства обогащенного урана. Страны, у которых в прошлом были программы по обогащению, включают Ливию и Южную Африку, хотя объект в Ливии никогда не работал. [32] Австралийская компания Silex Systems разработала процесс лазерного обогащения , известный как SILEX ( разделение изотопов с помощью лазерного возбуждения ), который она намерена реализовать за счет финансовых инвестиций в американское коммерческое предприятие General Electric, [33] Хотя SILEX был получил лицензию на строительство завода, разработка все еще находится на ранней стадии, поскольку лазерное обогащение еще не доказало свою экономическую жизнеспособность, и подана петиция о пересмотре лицензии, выданной SILEX, из-за опасений, связанных с распространением ядерного оружия. [34] Также утверждалось, что Израиль осуществляет программу по обогащению урана, расположенную на территории Центра ядерных исследований Негев недалеко от Димоны . [35]

Кодовое имя

Во время Манхэттенского проекта высокообогащенный уран оружейного качества получил кодовое название oralloy , сокращенную версию сплава Ок-Ридж , по названию заводов, на которых был обогащен уран. [36] Термин «ораллой» до сих пор иногда используется для обозначения обогащенного урана.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Агентство по ядерной энергии ОЭСР (2003). Атомная энергетика сегодня. Издательство ОЭСР. п. 25. ISBN 9789264103283.
  2. ^ Кокран ( Совет по защите природных ресурсов ), Томас Б. (12 июня 1997 г.). «Охрана материалов, пригодных для ядерного оружия, в России» (PDF) . Материалы международного форума по незаконному ядерному обороту. Архивировано из оригинала (PDF) 22 июля 2012 года.
  3. ^ Обзор ядерного топливного цикла, измельчение урана . Всемирная ядерная ассоциация, обновленная информация за апрель 2021 г.
  4. ^ «Радиологические источники потенциального облучения и/или загрязнения». Центр укрепления здоровья и профилактической медицины армии США. Июнь 1999 г. с. 27 . Проверено 1 июля 2019 г.
  5. ^ Картер, Джон П.; Боррелли, РА (август 2020 г.). «Исследование нейтронной физики интегрального реактора с расплавленной солью с использованием кода N-частиц Монте-Карло». Ядерная инженерия и дизайн . 365 : 110718. doi : 10.1016/j.nucengdes.2020.110718 . S2CID  225435681 . Проверено 22 декабря 2022 г.
  6. ↑ Герцег, Джон В. (28 марта 2019 г.). «Высокопробный низкообогащенный уран» (PDF) . Energy.gov.ru . Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 года.
  7. ^ Глейзер, Александр (6 ноября 2005 г.). О пределе обогащения для конверсии исследовательского реактора: почему 20%? (PDF) . 27-е Международное совещание по пониженному обогащению исследовательских и испытательных реакторов (RERTR. Принстонский университет. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 года . Проверено 18 апреля 2014 года .
  8. ^ аб Форсберг, CW; Хоппер, CM; Рихтер, Дж.Л.; Вантин, ХК (март 1998 г.). «Определение оружейного урана-233» (PDF) . ОРНЛ/ТМ-13517 . Национальные лаборатории Ок-Риджа. Архивировано из оригинала (PDF) 2 ноября 2013 года . Проверено 30 октября 2013 г.
  9. ↑ Sublette, Кэри (4 октября 1996 г.). «Часто задаваемые вопросы по ядерному оружию, раздел 4.1.7.1: Принципы проектирования ядерного оружия – высокообогащенный уран». Часто задаваемые вопросы по ядерному оружию . Проверено 2 октября 2010 г.
  10. ^ Мостеллер, Р.Д. (1994). «Детальный повторный анализ эталонного критического эксперимента: сфера из обогащенного урана, отраженная от воды» (PDF) . Технический документ Лос-Аламоса (LA–UR–93–4097): 2. doi : 10.2172/10120434. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 года . Проверено 19 декабря 2007 г. Обогащение штифта и одного из полушарий составило 97,67 в/м, а обогащение другого полушария - 97,68 в/м.
  11. ^ «Часто задаваемые вопросы по ядерному оружию» . Проверено 26 января 2013 г.
  12. ^ Фон Хиппель, Фрэнк Н.; Кан, Лаура Х. (декабрь 2006 г.). «Возможность отказа от использования высокообогащенного урана в производстве медицинских радиоизотопов». Наука и глобальная безопасность . 14 (2 и 3): 151–162. Бибкод : 2006S&GS...14..151В. дои : 10.1080/08929880600993071. S2CID  122507063.
  13. ^ «Обогащение урана». world-nuclear.org. Архивировано из оригинала 1 июля 2013 года . Проверено 14 апреля 2013 г.
  14. ^ abcd «Конференция Lodge Partners по средней капитализации, 11 апреля 2008 г.» (PDF) . Silex Ltd. 11 апреля 2008 г. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г.
  15. ↑ Адамс, Род (24 мая 2011 г.). «МакКоннелл просит Министерство энергетики продолжать использовать 60-летний обогатительный завод для сохранения рабочих мест». Атомные идеи. Архивировано из оригинала 28 января 2013 года . Проверено 26 января 2013 г.
  16. ^ «Обогатительный завод в Падуке будет закрыт - World Nuclear News» . www.world-nuclear-news.org .
  17. ^ abc Weinberger, Шэрон (28 сентября 2012 г.). «США выдают лицензию на лазерное обогащение урана». Природа : природа.2012.11502. дои : 10.1038/nature.2012.11502 . S2CID  100862135.
  18. ^ аб Слейки, Фрэнсис; Коэн, Линда Р. (март 2010 г.). «Остановим лазерное обогащение урана». Природа . 464 (7285): 32–33. Бибкод : 2010Natur.464...32S. дои : 10.1038/464032а. PMID  20203589. S2CID  205053626. ProQuest  204555310.
  19. ^ Ф. Дж. Дуарте и Л. В. Хиллман (ред.), Принципы лазера на красителях (Academic, Нью-Йорк, 1990), Глава 9.
  20. ^ «GE подписывает соглашение с австралийской компанией Silex Systems о разработке технологии обогащения урана» (пресс-релиз). Джи Энерджи. 22 мая 2006 г. Архивировано из оригинала 14 июня 2006 г.
  21. ^ «GE Hitachi Nuclear Energy выбирает Уилмингтон, штат Северная Каролина, в качестве места для потенциального коммерческого завода по обогащению урана» . Деловой провод. 30 апреля 2008 года . Проверено 30 сентября 2012 г.
  22. ↑ Броуд, Уильям Дж. (20 августа 2011 г.). «Лазерные достижения в области ядерного топлива вызывают страх перед террором». Нью-Йорк Таймс . Проверено 21 августа 2011 г.
  23. ^ Ассошиэйтед Пресс (27 сентября 2012 г.). «Урановый завод с использованием лазерной технологии получил одобрение США». Нью-Йорк Таймс .
  24. ^ Беккер, EW; Эрфельд, В.; Мюнхмейер, Д.; Бетц, Х.; Хойбергер, А.; Понгратц, С.; Глашаузер, В.; Мишель, HJ; Сименс, Р. (1982). «Изготовление сепарационно-сопловых систем для обогащения урана методом совмещения рентгеновской литографии и гальванопластики». Naturwissenschaften . 69 (11): 520–523. Бибкод : 1982NW.....69..520B. дои : 10.1007/BF00463495. S2CID  44245091.
  25. ^ Смит, Майкл; Ежегодное общее собрание Джексона (2000 г.). «Доктор». Южноафриканский институт инженеров-химиков – Конференция 2000 : 280–289.
  26. ^ Балакришнан, MR (1971). «Экономика смешивания, практический пример» (PDF) . Бомбей, Индия: Правительство Индии, Комиссия по атомной энергии. п. 6. Архивировано (PDF) оригинала 9 октября 2022 г. Проверено 7 ноября 2021 г.
  27. ^ Комиссия по атомной энергии США (январь 1961 г.). «Затраты на атомную энергетику». Вашингтон, округ Колумбия: Управление технических служб, Министерство торговли. п. 29 . Проверено 7 ноября 2021 г.
  28. ^ «Отчет о состоянии: Программа USEC-DOE «Мегатонны в мегаватты»» . USEC.com. 1 мая 2000 г. Архивировано из оригинала 6 апреля 2001 г.
  29. ^ «Мегатонны в мегаватты». centrusenergy.com . Декабрь 2013.
  30. ^ Махиджани, Арджун; Чалмерс, Лоис; Смит, Брайс (15 октября 2004 г.). Обогащение урана (PDF) . Институт энергетических и экологических исследований. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 года . Проверено 21 ноября 2009 г.
  31. ^ Австралийский уран — экологически чистое топливо для энергожадного мира (PDF) . Постоянный комитет по промышленности и ресурсам (Отчет). Парламент Австралийского Союза. Ноябрь 2006 г. с. 730. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 года . Проверено 3 апреля 2015 г.
  32. ^ «Вопросы и ответы: Обогащение урана» . Новости BBC . Би-би-си. 1 сентября 2006 года . Проверено 3 января 2010 г.
  33. ^ «Лазерное обогащение может снизить стоимость ядерной энергетики» . Сидней Морнинг Геральд . 26 мая 2006 г.
  34. ↑ Вайнбергер, Шэрон (28 сентября 2012 г.). «США выдают лицензию на лазерное обогащение урана». Природа . дои : 10.1038/nature.2012.11502 . ISSN  1476-4687. S2CID  100862135.
  35. ^ «Программа ядерного оружия Израиля». Архив ядерного оружия. 10 декабря 1997 года . Проверено 7 октября 2007 г.
  36. ↑ Берр, Уильям (22 декабря 2015 г.). «Стратегическое авиационное командование рассекретило список ядерных целей 1950-х годов». nsarchive2.gwu.edu . Проверено 27 ноября 2020 г. Ораллой [сплав Ок-Ридж] был техническим термином, обозначающим высокообогащенный уран.

Внешние ссылки

Поищите обогащенный уран в Викисловаре, бесплатном словаре.