Wie ist Uran angereichert?
Urananreicherung ist einer der wichtigsten Schritte beim Bau von Atomwaffen und die heutige Ankündigung, dass Russland und China angeschlossen haben die Vereinigten Staaten planen neue Sanktionen gegen Iran Ergebnisse aus diesem Land nicht bereit um Inpectors zu prüfen, ob sie von Uran für Kraftwerke oder Atombomben Anreicherung sind zu ermöglichen.
Nur eine bestimmte Art von Uran arbeitet in Kernreaktoren und Bomben.
Trennung dieser Art von Uran aus der häufiger Vielfalt erfordert eine
viel Ingenieurskunst, trotz der Tatsache, dass die Technologie
Dazu benötigt es ist Jahrzehnte alt. Die Herausforderung liegt nicht darin, herauszufinden
Gewusst wie: trennen von Uran, aber beim Aufbau und Betrieb der Anlagen
für die Aufgabe benötigt.
Uran
Atome, wie die Atome eines jeden Elements kommen in der Natur in Sorten
genannte Isotope. (Jedes Isotop hat eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen in seiner
Kern.) Uran-235, ein Isotop, das macht weniger als 1 Prozent der
alle natürlichen
Uran, liefert den Treibstoff für Kernreaktoren und nukleare
Bomben, während Uran-238, ein Isotop, aus denen sich 99 Prozent der
natürliches Uran hat keinen Einsatz von Atomwaffen, sagte Russel Nietert, eine nukleare
Ingenieur am Argonne National Laboratory in Argonne, Ill.
Der Schlüssel zu ihrer Trennung ist, dass Atome des Uran-235 wiegen
etwas kleiner als Atome des Uran-238.
Um die kleinen zu trennen
Menge an Uran-235, die in jedem natürlichen Probe von vorhanden ist
Uranerz, verwenden Ingenieure zuerst eine chemische Reaktion, das Uran zu machen
in einem Gas sagte Jeff Binder, das Isotop Produktion Programmmanager bei
Oak Ridge National Laboratory in Oak Ridge, Tennessee
Dann wird das Gas setzen Sie in Zentrifuge Tuben – zylindrischen Röhren die
Größe einer Person oder größer. Jedes Rohr wird um ihre eigene Achse bei unglaublich gesponnen.
hohe Geschwindigkeiten, ziehen die schwereren Uran-238 Gasmoleküle in der
Mitte des Rohres, verlassen die leichtere Uran-235 Gasmoleküle näher
an den Rändern des Rohres, wo sie abgesaugt werden können, sagte Binder
Die Geheimnisse des Lebens wenig.
Jedes Mal wird das Gas in einer Zentrifuge, nur eine kleine Menge von gesponnen.
Uran-238-Gas wird aus der Mischung entfernt, damit die Rohre in verwendet werden
Serie. Jede Zentrifuge zieht sich ein wenig von Uran-238, und dann
geht das etwas raffinierter Gas-Gemisch auf das nächste Rohr, und So weiter,
bis viele Hunderttausende von Spins später das Gas noch in
das Rohr ist fast ausschließlich aus Uran-235, sagte Binder.
"Sie kennen das Ende von Indiana Jones, wo sie Dinge speichern, und
zum Jahresende nicht angezeigt werden? "Das ist, was diese Gebäude aussehen"
so Jerry Klein, Geschäftsführer des Programms Isotopen-Produktion von
Oak Ridge National Laboratory. "Nur Zeile nach Zeile von Zentrifugen. Nur
Hunderte und Tausende von ihnen."
Nach der Trennung der gasförmigen Uran-235 durch viele Zentrifuge
Vorgehen, Ingenieure, eine andere chemische Reaktion um das Gas zu konvertieren
Uran in massivem Metall zurück, sagte Klein. Das Metall kann dann
Form für den Einsatz in Reaktoren oder Bomben.
Denn jeder Schritt nur Schritt reinigt nur das Uran-Gas-Gemisch durch eine
kleine Menge können Nationen nur leisten, Zentrifugen auszuführen
entwickelt, um die höchste Effizienz, sagte Nietert. Andernfalls
Herstellung von selbst eine kleine Menge von reinem Uran-235 wird unerschwinglich
teuer.
Und Design und die Herstellung dieser Zentrifuge Rohre erfordert ein Maß an
Investitionen und technische Know-how außerhalb der Reichweite von vielen
Ländern, sagte Nietert. Die Rohre erfordern spezielle Arten von Stahl
oder Verbundwerkstoffen zu dem extremen Druck der Rotation, widerstehen muss sein
perfekt zylindrisch, maximale Effizienz und werden hergestellt durch
fast so schwer, als die Röhren bauen Sondermaschinen
selbst, sagte Nietert.
Um das Bestreben der Trennung von Uran in Perspektive zu setzen, nehmen die
Beispiel für den Bau der Bombe, der die Vereinigten Staaten fiel auf
Hiroshima. Die Vereinigten Staaten benötigt 137 Pfund (62 kg) von Uran-235
zu machen
die Bombe, nach "die Macht von der Atombombe" (Simon & Schuster, 1995). Trennung von 137 Pfunde
fast 4 Tonnen Uranerz fand im größten Gebäude der Welt und
verwendet 10 Prozent des gesamten Landes Strom, Nietert sagte. Es
20.000 Menschen, die Struktur, 12.000 Menschen bedienbar zu bauen dauerte die
Anlage und Kosten mehr als $ 500 Millionen, im Jahr 1944, ausstatten,
Laut "The Making of der Atombombe." Das sind rund $ 6 Milliarden
in 2009 Dollar, nach dem Bureau of Labor Statistics.
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