centrifuge cu gaz

Cascade de centrifuge cu gaz la fabrica din Piketon. Ohio, 1984

centrifuge cu gaz - cu gazele aparate de separare a greutății moleculare diferite (separare).

Cele mai cunoscute sunt centrifuge cu gaz la izotopii separate. se referă în primul rând la modul moderne de îmbogățire a uraniului U-235 izotop pentru energia nucleară și arme nucleare. Inainte de amestec natural de îmbogățire a izotopilor de uraniu în fază gazoasă este transferată sub formă de hexafluorură de uraniu. Un grad ridicat de separare este realizată folosind o multitudine de centrifuge cu gaz separate, dispuse în cascadă, care să permită în mod succesiv pentru a obține o îmbogățire mai mare de uraniu 235, la un cost de energie semnificativ mai mică în comparație cu procesul de separare a izotopilor prin difuzie în cascadă utilizate anterior. Tehnologia de centrifugare de gaz este în prezent metoda cea mai economica de separare a izotopilor de uraniu [1]. Acesta utilizează în mod semnificativ mai puțină energie decât alte metode, și are multe alte avantaje.

In 1952, laboratorul I. K. Kikoina Institutul de Energie Atomică a finalizat dezvoltarea științifică a metodei de difuzie gazoasă de separare a izotopilor, și a luat centrifuge cu gaz. [13] Entuziaștii mai activ de centrifuge a fost candidatul de Fizică și Matematică. Științe Evghenii Mihailovici Kamenev, care a condus lucrările experimentale privind punerea în aplicare tehnică a acestei idei. În același an a fost reorientată pentru a construi centrifugelor ocupate anterior de către un birou de proiectare gazos instalație de difuzie la Uzina Kirov (proiectantul sef al OKB N. M. Sinev). . Viteza rotorului imens este de 90 de mii de rotații pe minut, a generat o nouă problemă - fluiditatea metalului. Această problemă a decis să echipa condusa de Iosifa Fridlyandera, a creat un nou V96ts din aliaj. [14] [15] [16]

Aparatul Principalele componente principale ale unei centrifuge cu gaz au fost brevetate în 1957 în Occident, pe limba engleză, compania germană și olandeză URENCO foști angajați ingineri Max Steenbeck Gernot Zippe și R. Scheffel. [18] [19].

Aparatură de centrifuge cu gaz

Cel mai important element al centrifuga este un așa-numit rotor - un cilindru (țeavă), se rotește într-o incintă specială evacuat la viteză mare. Când rotorul RPM crește trece succesiv frecvențele la care oscilații de rezonanță apar ca rezultat proprietățile mecanice ale sistemului de rotație. Se centrifughează, care funcționează la o viteză a rotorului de mai sus rezonanță, numită supercritic de mai jos - subcritic. Mediul de lucru este compus gazos de uraniu natural hexafluorură de uraniu. obținut din oxid de uraniu natural (U3 O8) sau tetrafluorura de uraniu (UF4). UF6 este alimentat în centrifugă printr-o conductă de alimentare și intră în spațiul în apropierea axei de rotație a rotorului, în porțiunea sa centrală. Datorită vitezei rotorului mare (viteza liniară de la periferia acesteia 600 m / s și mai mult) Gazul este concentrat în peretele său. Rotor axa Y formează zona rarefiată cu o fracție mai ușoară. separarea eficientă a componentelor amestecului are loc numai în prezența circulației axiale a gazului în interiorul rotorului. Această circulație este asigurată prin crearea unui gradient de temperatură axial în detrimentul unei surse externe de căldură. Prin circularea diferenta cea mai mare concentrație a izotopului ușoare și grele este instalat în capătul părților centrifuge - superioare și inferioare, respectiv. fracție îmbogățită izotop Light (produs) este de ieșire prin intermediul gazootbornika ieșire conductă. fracție grea - lama (sau coada) este arătată.

Majoritatea elementelor secrete și determinarea pentru dispozitivele de centrifugare au fost și rămân: lagărul inferior al rotorului, rulment magnetic, motor, etc, care reprezintă un know-how specific și brevetat în diferite brevete .. Primul astfel de brevet aparține grupului personal dr. Max Steenbeck. primul care a propus samostabiliziruschuyu suport de fund mobil, actuatorul magnetic și o pompă de vacuum molecular. [18] [20] Parametrii care afectează capacitatea de separare a centrifugei sunt dimensiunile sale geometrice (lungime rotor: aproximativ 1 metru în centrifugele romane gaz subcritice la 7-12 metri la URENCO și US [21]; diametru), viteza rotorului, precum și prezența gazului care circulă în direcția axială. Dezvoltarea dimensiunii rotorului optime și a altor elemente ale unui dispozitiv centrifugal de gaz separat, este o problemă științifică și tehnică reală de a crește eficiența și costul tehnologiei de centrifugare de gaz folosind cascadelor de centrifuge cu gaz.

Starea actuală a tehnologiei de centrifuge cu gaz

În prezent, există 3 companii principale implicate în îmbogățire a uraniului din lume.

În prezent, produse sau dezvoltate mai multe tipuri de centrifuge de:

Tehnologia de centrifuge cu gaz în alte țări

Traficată această tehnologie a fost livrat în Pakistan. un fost angajat al firmei URENCO pakistanez Abdul Kadir Khan. și contrabanda acum rămâne în unele țări din Asia. [24]

Detalii privind activitățile de îmbogățire a uraniului din India sunt deținute în strictă confidențialitate, chiar mai mult decât alte domenii ale activității nucleare. În India, există două plante pentru îmbogățirea uraniului în centrifugelor. Interesul pentru îmbogățirea uraniului a fost prezentată la începutul anilor '70. Dar numai în 1986 președintele Comisiei indian a Energiei Atomice, Raja Ramanna a anunțat că de îmbogățire a uraniului a fost efectuat cu succes. [25]

producția de uraniu îmbogățit în lume

Lucrările la separarea izotopilor se calculează în unitățile speciale ale activității de separare (PPE, ing. Unitate de lucru separative, SwU).

Centralele electrice pentru separarea izotopilor de uraniu în mii de SwU pe an, în conformitate cu Raportul Pieței de IAN cu perspectivele de dezvoltare.

G. ZIPPE: Dezvoltarea castron scurt Ultra-centrifugelor. Universitatea din Virginia, Raport nr EP-4420-101-60 U (1960).
G. ZIPPE, R. SCHEFFEL, M. STEENBECK, DT 1071593 (1957)
Heinz Barwich și Elfi Barwich Das Atom rote; Als deutscher Wissenschaftler im Geheimkreis der russischen Kernphysik (Scherz, 1967) (Europ Buch- u Phonoklub 1969 ..) (Fischer-Bücherei, 1970) (Fischer-TB.-Vlg, FFM, 1984.) - Memorii Heinz Barviha. "Red Atom" 1967
Max Steenbeck: und Impulse Wirkungen. SCHRITTE auf meinem Lebensweg. Berlin 1977. - Memoriile Max Steenbeck. „Impulsuri și acțiuni“ 1977