В этой статье речь пойдет о системе обогащения урана, как все устроено и для чего вообще нужно его обогащать.
Уран является ядерным топливом для АЭС и незаменимым элементом атомных бомб. Природный уран, который находиться в недрах земли, является соединением U-238 - 99,3; % U-325 -0,7204% ; U-234 -0,0054%. Для атомной и оборонной промышленности необходим U-235 но как его разделить, ведь его размеры ничтожно малы!
Было принято решение произвести разделение урана за счет центробежной силы. Для этого Уран необходимо перевести в газообразное состояние с помощью соединения его с фтором. При этом мы получаем гексафторид урана который при нагревании до температуры 53 С переходит в газообразное состояние.
Газ поступает в центрифугу в герметичном кожухе которой находится ротор, не имеющий подшипников (потому что не один подшипник не выдержит такой нагрузки), в нижней части заместо подшипника у него прочная иголка, верхняя его часть висит в вакууме, поддерживаясь электромагнитным полем. Так же имеется статор и две заборные трубки находящиеся в верхней и нижней частях.
Ротор вращается со скоростью более 1500 оборотов в секунду! На него подается газ и за счет центробежной силы, превышающей в тысячи раз силу притяжения земли, тяжелые и легкие молекулы начинают скапливаться в разных частях центрифуги. Эти молекулы далее попадают в отборники по которым направляются в следующую центрифугу и так газ проходит несколько тысяч центрифуг, прежде чем достичь нужной концентрации. Вот так вкратце происходит обогащение ядерного топлива
Интересные факты:
- Протяженность зала заводов по обогащению урана достигает более километра и поэтому работникам разрешено передвигаться на велосипедах но не быстрее 5 км/ч
- Если отключить рабочую центрифугу от питания, то для полной остановки ей потребуется больше месяца!
- В Советском Союзе для обеспечения электропитания таких заводов, строились ГРЭС , так как потребление очень велико. Во времена максимальной производственной нагрузки один Ангарский завод, потреблял 4 % всей электроэнергии производимой в СССР
- Центрифуги работают 30 лет без остановки.