铀浓缩技术

易金矿业网 2023-06-30 12:56 编辑:admin 82阅读

一、铀浓缩技术

铀是存在于自然界中的一种稀有化学元素,具有放射性。在天然矿石中铀的三种同位素共生,其中铀-235的含量非常低,只有约0.7%。为满足核武器和核动力的需求,一些国家建造了铀浓缩厂,以天然铀矿作原料,运用同位素分离法(扩散法、离心法和激光法等)使天然铀的三种同位素分离,以提高铀-235的丰度,提炼浓缩铀。

二、铀浓缩技术很难吗

一共有七种方法:

气体扩散法——这是商业开发的第一个浓缩方法。该工艺依靠不同质量的铀同位素在转化为气态时运动速率的差异。在每一个气体扩散级,当高压六氟化铀气体透过在级联中顺序安装的多孔镍膜时,其铀-235轻分子气体比铀-238分子的气体更快地通过多孔膜壁。这种泵送过程耗电量很大。已通过膜管的气体随后被泵送到下一级,而留在膜管中的气体则返回到较低级进行再循环。在每一级中,铀-235/铀-238浓度比仅略有增加。浓缩到反应堆级的铀-235丰度需要1000级以上。

气体离心法气体离心法——在这类工艺中,六氟化铀气体被压缩通过一系列高速旋转的圆筒,或离心机。铀-238同位素重分子气体比铀-235轻分子气体更容易在圆筒的近壁处得到富集。在近轴处富集的气体被导出,并输送到另一台离心机进一步分离。随着气体穿过一系列离心机,其铀-235同位素分子被逐渐富集。与气体扩散法相比,气体离心法所需的电能要小很多,因此该法已被大多数新浓缩厂所采用。

气体动力学分离法——所谓贝克尔技术是将六氟化铀气体与氢或氦的混合气体经过压缩高速通过一个喷嘴,然后穿过一个曲面,这样便形成了可以从铀-238中分离铀-235同位素的离心力。气体动力学分离法为实现浓缩比度所需的级联虽然比气体扩散法要少,但该法仍需要大量电能,因此一般被认为在经济上不具竞争力。在一个与贝克尔法明显不同的气体动力学工艺中,六氟化铀与氢的混合气体在一个固定壁离心机中的涡流板上进行离心旋转。浓缩流和贫化流分别从布置上有些类似于转筒式离心机的管式离心机的两端流出。南非一个能力为25万分离功单位的铀-235最高丰度为5%的工业规模的气体动力学分离厂已运行了近10年,但也由于耗电过大,而在1995年关闭。

激光浓缩法——激光浓缩技术包括3级工艺:激发、电离和分离。有2种技术能够实现这种浓缩,即“原子激光法”和“分子激光法”。原子激光法是将金属铀蒸发,然后以一定的波长应用激光束将铀-235原子激发到一个特定的激发态或电离态,但不能激发或电离铀-238原子。然后,电场对通向收集板的铀-235原子进行扫描。分子激光法也是依靠铀同位素在吸收光谱上存在的差异,并首先用红外线激光照射六氟化铀气体分子。铀-235原子吸收这种光谱,从而导致原子能态的提高。然后再利用紫外线激光器分解这些分子,并分离出铀-235。该法似乎有可能生产出非常纯的铀-235和铀-238,但总体生产率和复合率仍有待证明。在此应当指出的是,分子激光法只能用于浓缩六氟化铀,但不适于“净化”高燃耗金属钚,而既能浓缩金属铀也能浓缩金属钚的原子激光法原则上也能“净化”高燃耗金属钚。因此,分子激光法比原子激光法在防扩散方面会更有利一些。

同位素电磁分离法——同位素电磁分离浓缩工艺是基于带电原子在磁场作圆周运动时其质量不同的离子由于旋转半径不同而被分离的方法。通过形成低能离子的强电流束并使这些低能离子在穿过巨大的电磁体时所产生的磁场来实现同位素电磁分离。轻同位素由于其圆周运动的半径与重同位素不同而被分离出来。这是在20世纪40年代初期使用的一项老技术。正如伊拉克在20世纪80年代曾尝试的那样,该技术与当代电子学结合能够用于生产武器级材料。

化学分离法——这种浓缩形式开拓了这样的工艺,即这些同位素离子由于其质量不同,它们将以不同的速率穿过化学“膜”。有2种方法可以实现这种分离:一是由法国开发的溶剂萃取法,二是日本采用的离子交换法。法国的工艺是将萃取塔中2种不互溶的液体混和,由此产生类似于摇晃1瓶油水混合液的结果。日本的离子交换工艺则需要使用一种水溶液和一种精细粉状树脂来实现树脂对溶液的缓慢过滤。

等离子体分离法——在该法中,利用离子回旋共振原理有选择性地激发铀-235和铀-238离子中等离子体铀-235同位素的能量。当等离子体通过一个由密式分隔的平行板组成的收集器时,具有大轨道的铀-235离子会更多地沉积在平行板上,而其余的铀-235等离子体贫化离子则积聚在收集器的端板上。已知拥有实际的等离子体实验计划的国家只有美国和法国。美国已于1982年放弃了这项开发计划。法国虽然在1990年前后停止了有关项目,但它目前仍将该项目用于稳定同位素分离。

迄今为止,只有气体扩散法和气体离心法达到了商业成熟程度。所有这7项技术均在不同程度上具有扩散敏感性,因为它们都能够在一项秘密计划中不惜代价地被用于从天然铀或低浓铀生产高浓铀。但是,由于这些技术的特征不同,因而将影响到其被探知的可能性。

三、铀浓缩20%

工业铀浓缩的方法经历了好几代了。美国曼哈顿工程浓缩铀使用的是热扩散法和电磁法非常耗电。后来又开发出了气体扩散法,仍是非常耗电。据说需要吧把浓缩后的铀发出来的电的百分之一用到浓缩环节。

现在人们开发出了气体离心机,同样产量耗电只有扩散法的五十分之一,耗电已不再是浓缩成本的大头。

四、铀浓缩方法有什么

1:制作精炼铀需要高度复杂的工艺,需要耗费大量时间和资源。精炼铀是"我的世界"中的一种非常重要的物品,除了可以用于生产燃料棒,还可以用于制作高能源的物品。精炼铀在生产过程中需要使用到浓缩铀和黏土等多种材料,并且还需要高炉进行处理才能得到。如果制作精炼铀,需要首先在游戏中找到浓缩铀和黏土,可以在地下矿脉和河边等地找到。之后将浓缩铀放入高炉进行加热加工处理,再将黏土和其他材料混合到高炉中进行合成,最后得到精炼铀。需要注意的是,在制作过程中还需要控制好温度和时间,否则会造成失败的可能。

五、铀浓缩20%有何意义

伊核协议也被称为联合综合行动计划(JCPOA),是一项国际协议,旨在约束伊朗实施国际制裁救济的核野心。

2015年7月14日,六个国家和欧盟 - 中国,法国,俄罗斯,英国,美国和德国 - 同意取消对伊朗实施的制裁,使伊朗更多地进入全球经济。

作为回报,伊朗同意采取措施遏制其制造核弹的能力、约束伊朗的浓缩能力、浓缩水平和储存在特定的监管下,无限期延长伊朗核武器计划。

在伊朗核武器协议之前,伊朗拥有约20,000台离心机; 根据协议,在两个被检查的地点可以有不超过6,104台老式离心机。离心机的主要作用是提炼浓缩铀,这对伊朗发展核武器有关键作用。并且,协议要求伊朗改变阿拉克重水堆,以便不再生产或再加工武器级钚(核武器材料)。相反的该设施将被允许用于“ 举办和平的医疗和工业核研究”。

伊朗同意在特洛核电站停止浓缩铀,并将其转化为同位素进入科学研究中心。伊朗还同意允许国际原子能机构对重要的核设施进行检查,以确保符合规定。

在达成协议之前,据信伊朗距离制造核弹只有两三个月的时间。但是在达成协议之后,制造武器的最快时间延长到一年以上,这对西方国家来说是相当宝贵的时间。

毫无疑问,美国并没有遵守“契约精神”。但是伊核协议仍然存在争议。如果伊核协议仍然有法律效益,伊朗离心机的限制将在八年后取消,并且在15年之后,其铀浓缩和储存规模的限制将到期。一些西方批评人士认为,伊朗有可能在20世纪20年代中期重新走上核计划。

六、铀浓缩是什么意思

其性质不稳定,易发生核分裂并释放出大量热能。

七、铀的浓缩方法

铀浓缩是指将天然铀中的铀-235同位素的含量提高至足以支持核反应堆或核武器中所需的比例的过程。这是因为天然铀中仅有0.7%的铀-235同位素,而核反应所需的铀-235含量通常需要超过3%。铀浓缩通常通过使用离心机、气体扩散或溶液浓缩等方法进行。铀浓缩是核能源领域中非常重要的一步,因为只有浓缩后的铀才能用于核反应堆或核武器中,而且铀浓缩技术也是核武器制造的关键环节之一。但是,由于其核安全及核扩散性等问题,对铀浓缩的管理和监管也非常重要。因此,国际社会积极推行“核不扩散”政策,限制铀浓缩等核技术的扩散。

八、铀浓缩原理

  

1、是的。自然界的铀矿浓度极低,要进行核裂变,就得将铀进行浓缩。这就是为什么美国极力阻止伊朗搞铀浓缩活动的原因。   

2、铀进行裂变,得有一个临界体积。小于这个体积,链式反应不能进行下去,中子与铀分子碰撞的机会太小,很快飞出铀块。原子弹引爆的基本原理就是将多块小于临界体积的铀,在常规炸药的引爆下,压缩成一块体积足够大的铀,超过临界体积后,立即发生链式核裂变反应。

九、铀浓缩有多难

天然铀矿中的铀235同位素。

在天然矿石中铀的三种同位素共生,其中铀235的含量非常低,只有约0.7%。为满足核武器和核动力的需求,一些国家以天然铀矿作原料,运用同位素分离法(扩散法、离心法和激光法等)使天然铀的三种同位素分离,以提高铀235的丰度,提炼丰度超过3%的浓缩铀。

顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%