Как Се Обогатява Уранът?

{h1}

В ядрени реактори и бомби работи само определен вид уран. Разделянето на този тип от по-разпространения вид изисква много инженерни умения.

Тази история беше актуализирана на 5 септември в 18:20 ч. EDT.

Сега, след като президентът Доналд Тръмп изтегли САЩ от ядрената сделка с Иран, хората по целия свят се чудят дали страната от Близкия изток ще инвестира енергията си в изграждането на ядрено оръжие.

Но ако ръководството на Иран реши да преследва атомна бомба, как изследователите ще получат достатъчно уран, основната съставка?

Обогатяването на уран е една от ключовите стъпки в изграждането на ядрено оръжие. В ядрени реактори и бомби работи само определен вид уран. Отделянето на този тип уран от по-разпространеното разнообразие изисква много инженерни умения, въпреки факта, че технологията, необходима за него, е на десетилетия. Предизвикателството се състои не в намирането на начин за отделяне на уран, а в конструирането и експлоатацията на оборудването, необходимо за задачата. [Съдбен ден: 9 истински начина Земята може да приключи]

Урановите атоми, подобно на атомите на всеки елемент, се срещат в природата в разновидности, наречени изотопи. (Всеки изотоп има различен брой неутрони в ядрото си.) Уран-235, изотоп, който съставлява по-малко от 1% от целия природен уран, осигурява горивото за ядрени реактори и ядрени бомби, докато уран-238, изотоп който представлява 99 процента от природния уран, няма ядрена употреба, заяви Ръсел Нитерт, асоцииран директор на лабораторията по ядрена наука и инженерство в Националната лаборатория на Аргон в Аргон, Илинойс.

Ключът към тяхното разделяне е, че атомите на уран-235 тежат малко по-малко от атомите на уран-238.

За да отделят малкото количество уран-235, което присъства във всяка естествена проба уранова руда, инженерите първо използват химическа реакция, за да превърнат урана в газ, заяви Джеф Биндер, ръководител на програмата за производство на изотопи в Националната лаборатория Оук Ридж в Оук Ридж, Тенеси.

След това газът се поставя в тръби за центрофуга - цилиндрични тръби с размер на човек или по-големи. Всяка тръба се завърта по оста си с невероятно високи скорости, издърпвайки по-тежките газови молекули уран-238 към стената на тръбата, оставяйки по-леките газови молекули уран-235 по-близо до оста или центъра на тръбата, където те могат да бъдат изпомпва, каза Биндер пред WordsSideKick.com.

Всеки път, когато газът се завърти в центрофуга, само малко количество уран-238 газ се отстранява от сместа, така че тръбите се използват последователно. Всяка центрофуга издърпва малко уран-238 и след това преминава леко рафинираната газова смес в следващата тръба и така нататък, докато много стотици хиляди завъртания по-късно, останалият в тръбата газ е почти изцяло съставен от уран -235, каза Биндер.

"Знаете края на Индиана Джоунс [Похитителите на изгубения ковчег], където те съхраняват неща и не можете да видите края на това? Ето как изглеждат тези сгради", казва Джери Клайн, който беше бизнес мениджър на програма за производство на изотопи в Националната лаборатория Oak Ridge по времето, когато WordsSideKick.com за първи път докладва за историята. "Само ред след ред на центрофуги. Само стотици и хиляди от тях."

След отделянето на газообразния уран-235 през много етапи на центрофуга, инженерите използват друга химическа реакция, за да превърнат газовия уран обратно в твърд метал, каза Клайн. След това този метал може да бъде оформен за използване в реактори или бомби. [Топ 10 начина за унищожаване на Земята]

Тъй като всяка стъпка пречиства урановата газова смес само с малко количество, нациите могат да си позволят да пускат само центрофуги, които са проектирани до най-високите нива на ефективност, каза Ниерт. В противен случай производството на дори малко количество чист уран-235 става непосилно скъпо.

А проектирането и изработката на тези тръби за центрофуга изисква ниво на инвестиции и техническо ноу-хау извън обсега на много страни, каза Ниерт. Тръбите се нуждаят от специални видове стомана или композити, за да издържат на екстремното налягане на въртене, трябва да са перфектно цилиндрични, за да постигнат максимална ефективност, и се произвеждат от специализирани машини, почти толкова трудни за изграждане, колкото самите тръби, заяви Ниерт.

За да поставите начина на разделяне на уран в перспектива, вземете примера за изграждането на бомбата, която САЩ хвърлиха върху Хирошима. Съединените щати се нуждаеха от 137 фунта (62 килограма) уран-235, за да направят бомбата, според "Създаването на атомната бомба" (Simon & Schuster, 1995).

Разделянето на тези 137 паунда от почти 4 тона уранова руда се е състояло в най-голямата сграда в света и е използвало 10 процента от електроенергията в цялата страна, заяви Ниерт. За изграждането на структурата бяха необходими 20 000 души, 12 000 души за експлоатация на съоръжението и струваха повече от 500 милиона долара през 1944 г., за да го оборудва, според "Създаването на атомната бомба". Това е около 7,2 милиарда долара за 2018 долара, според Бюрото по трудова статистика.

Бележка на редактора: Тази история беше актуализирана, за да се изясни как работи процесът на центрофуга. Тази история е публикувана първоначално на 18 май 2010 г. и актуализирана на 8 май 2018 г. Оригинална статия за науката на живо.


Видео Добавка: Иран. Ускоряваме обогатяването на уран, ако САЩ върнат санкциите /11.01.2018 г./.




Изследване


Съдебен Часовник, Поставен На 3 Минути До Полунощ
Съдебен Часовник, Поставен На 3 Минути До Полунощ

Морски Таралежи Показват Вътрешната Работа На Развитието
Морски Таралежи Показват Вътрешната Работа На Развитието

Наука Новини


Tl; Dr: Ето Учени, Които Искат Да Знаете За Техните Области
Tl; Dr: Ето Учени, Които Искат Да Знаете За Техните Области

Тръп На Канибал: Същество С 3 Крака Е Имало Челюсти На Чудовища
Тръп На Канибал: Същество С 3 Крака Е Имало Челюсти На Чудовища

Момче Умира Дни След Плуването: Какво Е „Сухо Удавяне“?
Момче Умира Дни След Плуването: Какво Е „Сухо Удавяне“?

Човеците От Човешки Предци Останаха Вкъщи, Докато Пътуваха С Галс
Човеците От Човешки Предци Останаха Вкъщи, Докато Пътуваха С Галс

Секс С Животни: Как Манаците Го Правят
Секс С Животни: Как Манаците Го Правят


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2020 BG.WordsSideKick.com