Zenginleştirilmiş uranyum - Enriched uranium

Zenginleştirilmiş kalitelere kıyasla doğal olarak bulunan uranyum-238 (mavi) ve uranyum-235 (kırmızı) oranları

Zenginleştirilmiş uranyum türüdür uranyum yüzdesi bileşimi olup, uranyum-235 (yazılı 235 işleminde arttırıldı U) izotop ayrılması . Doğal olarak oluşan uranyum üç ana izotoptan oluşur: uranyum-238 ( 238 U, %99,2739–99,2752 doğal bolluk ), uranyum-235 ( 235 U, 0,7198–0,72022) ve uranyum-234 ( 234 U, %0,0050–0,0059). ). 235 u sadece doğada var nüklid olduğu (kayda değer herhangi bir miktarda) bölünebilir ile termal nötronlar .

Zenginleştirilmiş uranyum, hem sivil nükleer enerji üretimi hem de askeri nükleer silahlar için kritik bir bileşendir . Uluslararası Atom Enerjisi Kurumu girişimleri izlemek ve kontrol nükleer enerji üretim güvenliğini sağlamak ve engelleme çabalarında içinde uranyum malzemeleri ve süreçleri zenginleştirilmiş nükleer silahların yayılmasını .

Dünyada, çoğunlukla nükleer güç , nükleer silahlar, deniz sevkıyatı ve araştırma reaktörleri için daha küçük miktarlarda üretilen yaklaşık 2.000  ton yüksek oranda zenginleştirilmiş uranyum vardır .

238 zenginleştirme sonra kalan U olarak bilinen tükenmiş uranyum (DU) ve önemli ölçüde daha az olan , radyoaktif , hatta doğal uranyum daha da yine çok yoğun ve granül şeklinde son derece tehlikeli - bu tür granüller yan ürün yapan kesme eylemi bir doğal Ne için yararlı zırh - delici silahlar . Hafif derecede radyoaktif olmasına rağmen, tükenmiş uranyum aynı zamanda etkili bir radyasyon koruyucu malzemedir.

Sınıflar

Uranyum, doğrudan Dünya'dan alındığı için çoğu nükleer reaktör için yakıt olarak uygun değildir ve kullanılabilir hale getirmek için ek işlemler gerektirir. Uranyum, bulunduğu derinliğe bağlı olarak yeraltında veya açık bir ocakta çıkarılır. Uranyum cevheri çıkarıldıktan sonra, uranyumu cevherden çıkarmak için bir öğütme işleminden geçmesi gerekir.

Bu, son ürünün " sarı kek " olarak bilinen konsantre uranyum oksit olduğu kimyasal işlemlerin bir kombinasyonu ile gerçekleştirilir , kabaca %60 uranyum içerirken, cevher tipik olarak %1'den az uranyum ve %0.1 kadar az uranyum içerir.

Öğütme işlemi tamamlandıktan sonra, uranyum daha sonra "ya zenginleştirilmiş uranyum gerektirmeyen bu tür reaktörler için yakıt olarak kullanılabilen uranyum dioksite ya da uranyum hekzafloride dönüştürülmelidir" şeklinde bir dönüşüm sürecinden geçmelidir . reaktör türlerinin çoğu için yakıt üretmek üzere zenginleştirilmiştir". Doğal olarak oluşan uranyum bir karışımından yapılır 235 U ve 238 U. 235 U bölünebilir kolayca ile ayrılmıştır, yani nötron kalan ise 238 u, ancak doğada, çıkarılan cevher fazla% 99, 238 U. Çoğu nükleer reaktör, %3,5 ile %4,5 arasında değişen 235 U'luk daha yüksek konsantrasyonlara sahip uranyum olan zenginleştirilmiş uranyum gerektirir (ancak RBMK ve CANDU gibi bir grafit veya ağır su moderatörü kullanan birkaç reaktör tasarımı , yakıt olarak doğal uranyum ile). İki ticari zenginleştirme işlemi vardır: gazlı difüzyon ve gaz santrifüjü . Her iki zenginleştirme işlemi de uranyum heksaflorür kullanımını içerir ve zenginleştirilmiş uranyum oksit üretir.

Bir tambur sarı kek (uranyum çökeltilerinin bir karışımı)

Yeniden işlenmiş uranyum (RepU)

İşlenmesi uranyum (repu) bir ürünüdür nükleer yakıt döngüsü içeren nükleer yeniden işlenmesini ait harcanan yakıtın . Hafif su reaktöründen (LWR) geri kazanılan RepU kullanılmış yakıt tipik olarak doğal uranyumdan biraz daha fazla 235 U içerir ve bu nedenle CANDU reaktörleri gibi geleneksel olarak yakıt olarak doğal uranyum kullanan reaktörlere yakıt vermek için kullanılabilir . Aynı zamanda, nötron yakalamaya maruz kalan , nötronları boşa harcayan (ve daha yüksek 235 U zenginleştirme gerektiren ) ve nükleer atıkların derin jeolojik depolarında daha hareketli ve zahmetli radyonüklidlerden biri olacak neptünyum-237'yi yaratan istenmeyen izotop uranyum-236'yı da içerir. .

Düşük zenginleştirilmiş uranyum (LEU)

Düşük zenginleştirilmiş uranyum (LEU)% 20'den daha düşük 235 U konsantrasyonuna sahiptir ; örneğin, dünyanın en yaygın güç reaktörleri olan ticari LWR'de, uranyum %3 ila %5 arasında zenginleştirilmiştir 235 U. Yüksek tahlilli LEU (HALEU) %5-20 arasında zenginleştirilmiştir. Araştırma reaktörlerinde kullanılan taze LEU genellikle %12 ila %19,75 235 U ile zenginleştirilir , ikinci konsantrasyon LEU'ya dönüştürülürken HEU yakıtlarının yerini almak için kullanılır.

Son derece zenginleştirilmiş uranyum (HEU)

Yüksek oranda zenginleştirilmiş uranyum metalinden bir kütük

Zenginleştirilmiş uranyum (HEU) içindeki bir% 20 ya da daha yüksek bir konsantrasyona sahip 235 uranyum bölünebilir U. Nükleer silah genellikle% 85 veya daha fazla ihtiva Primer 235 olarak bilinen U silah dereceli bir olsa için teorik olarak, çöktürme tasarımı , 20 en az Yüzlerce kilogram malzeme gerektirse ve "tasarımı pratik olmayacak" olsa da, % yeterli olabilir (silahta kullanılabilir olarak adlandırılır); daha da düşük zenginleştirme varsayımsal olarak mümkündür, ancak zenginleştirme yüzdesi azaldıkça, denetlenmeyen hızlı nötronlar için kritik kütle hızla artar, örneğin, %5.4 235 U'luk sonsuz bir kütle gereklidir. İçin kritiklik deneyleri, üzerinde% 97 uranyum zenginleştirme başarılmıştır.

1945'te Amerika Birleşik Devletleri tarafından Hiroşima'ya atılan ilk uranyum bombası Little Boy , 64 kilogram %80 zenginleştirilmiş uranyum kullandı. Silahın bölünebilir çekirdeğini (tüm nükleer patlayıcılarda standart olan ) bir nötron reflektörüne sarmak kritik kütleyi önemli ölçüde azaltabilir. Çekirdek iyi bir nötron reflektörü ile çevrili olduğundan, patlama anında neredeyse 2,5 kritik kütleden oluşuyordu. Nötron reflektörleri, patlama, füzyon güçlendirme ve atalet ile fisyon çekirdeğinin genişlemesini yavaşlatan "tamponlama" yoluyla bölünebilir çekirdeği sıkıştırır, normal yoğunlukta bir çıplak küre kritik kütleden daha azını kullanan nükleer silah tasarımlarına izin verir . 238 U izotopunun çok fazla varlığı , silahın gücünden sorumlu olan kaçak nükleer zincir reaksiyonunu engeller . %85 oranında zenginleştirilmiş uranyum için kritik kütle, normal yoğunlukta yaklaşık 17 santimetre (6,7 inç) çapında bir küre olan yaklaşık 50 kilogramdır (110 lb).

Daha sonra ABD nükleer silahları genellikle birincil aşamada plütonyum-239 kullanır , ancak birincil nükleer patlama tarafından sıkıştırılan ceket veya kurcalama ikincil aşaması, genellikle füzyon yakıtı lityum döteryum ile birlikte %40 ila %80 arasında zenginleştirme ile HEU kullanır . Büyük bir nükleer silahın ikincil için, daha az zenginleştirilmiş uranyumun daha yüksek kritik kütlesi, patlama zamanında çekirdeğin daha büyük miktarda yakıt içermesine izin verdiği için bir avantaj olabilir. 238 u bölünebilir ama yine de bölünebilir olduğu söylenen değildir hızlı nötronlar tarafından (> 2 MeV) DT füzyon sırasında üretilen olanlar gibi.

HEU ayrıca , çekirdekleri yaklaşık %20 veya daha fazla bölünebilir malzeme gerektiren hızlı nötron reaktörlerinde ve ayrıca genellikle en az %50 235 U içerdiği , ancak tipik olarak %90'ı aşmadığı deniz reaktörlerinde kullanılır . Fermi 1 ticari hızlı reaktör prototip% 26.5 ile HEU'yu kullanılan 235 HEU'nun ABD belirgin miktarları üretiminde kullanılan tıbbi izotoplar örneğin molibden-99 için teknetyum-99m jeneratörü .

Zenginleştirme yöntemleri

İzotop ayrımı zordur çünkü aynı elementin iki izotopu hemen hemen aynı kimyasal özelliklere sahiptir ve sadece küçük kütle farkları kullanılarak kademeli olarak ayrılabilir. ( 235 U, 238 U'dan yalnızca %1,26 daha hafiftir ). Uranyum nadiren atom formunda ayrılır, bu sorun bileşik, bunun yerine bir bileşik halinde ( 235 UF 6 göre sadece 0.852% hafiftir 238 UF 6 ). Özdeş aşamalardan oluşan bir dizi ardışık olarak 235 U'luk daha yüksek konsantrasyonlar üretir . Her aşama, bir sonraki aşamaya biraz daha konsantre bir ürün geçirir ve önceki aşamaya biraz daha az konsantre bir kalıntı döndürür.

: Zenginleştirme için uluslararası istihdam iki jenerik ticari yöntemler bulunmamaktadır gazlı difüzyon (olarak anılacaktır birinci nesil) ve gaz santrifüj ( ikinci gaz difüzyon kadar enerjinin (en az bir "faktör olarak sadece% 2 ila 2,5% tüketir nesil), 20" daha verimli). Nükleer rezonansı kullanacak bazı çalışmalar yapılıyor ; ancak herhangi bir nükleer rezonans sürecinin üretime doğru ölçeklendirildiğine dair güvenilir bir kanıt yoktur.

difüzyon teknikleri

Gaz difüzyon

Gazlı difüzyon, zenginleştirilmiş uranyumu ayırmak için yarı geçirgen membranlar kullanır

Gazlı difüzyon, gaz halindeki uranyum hekzaflorürü ( heks ) yarı geçirgen membranlardan zorlayarak zenginleştirilmiş uranyum üretmek için kullanılan bir teknolojidir . Bu, 235 U ve 238 U içeren moleküller arasında hafif bir ayrım oluşturur . Soğuk Savaş boyunca , gaz difüzyonu bir uranyum zenginleştirme tekniği olarak önemli bir rol oynadı ve 2008 itibariyle zenginleştirilmiş uranyum üretiminin yaklaşık %33'ünü oluşturuyordu, ancak 2011'de Difüzyon tesisleri ömrünün sonuna ulaştıkça, sonraki nesiller tarafından sürekli olarak değiştirilen eski bir teknoloji olarak kabul edildi. 2013 yılında ABD'deki Paducah tesisi faaliyetini durdurdu, dünyadaki son ticari 235 U gazı difüzyon tesisi oldu.

termal difüzyon

Termal difüzyon, izotop ayrımını gerçekleştirmek için ince bir sıvı veya gaz boyunca ısı transferini kullanır. Süreç, daha hafif 235 U gaz moleküllerinin sıcak bir yüzeye doğru yayılmasından ve daha ağır 238 U gaz moleküllerinin soğuk bir yüzeye doğru yayılmasından yararlanmaktadır. S-50 de bitki Oak Ridge, Tennessee sırasında kullanıldı Dünya Savaşı için besleme malzemesini hazırlamak EYBİS süreci. Gaz halinde difüzyon lehine terk edildi.

Santrifüj teknikleri

Gaz santrifüjü

ABD zenginleştirme tesisinde bir dizi gaz santrifüjü

Gaz santrifüj işlemi, seri ve paralel oluşumlarda çok sayıda dönen silindir kullanır. Her silindirin dönüşü güçlü bir merkezcil kuvvet yaratır, böylece 238 U içeren daha ağır gaz molekülleri teğet olarak silindirin dışına doğru hareket eder ve 235 U açısından zengin daha hafif gaz molekülleri merkeze daha yakın toplanır. Aynı ayırmayı elde etmek için, büyük ölçüde yerini aldığı eski gazlı difüzyon sürecinden çok daha az enerji gerektirir ve bu nedenle mevcut seçim yöntemidir ve ikinci nesil olarak adlandırılır . 1.005'lik gaz difüzyonuna göre kademe başına 1.3'lük bir ayırma faktörüne sahiptir, bu da enerji gereksinimlerinin yaklaşık ellide birine karşılık gelir. Gaz santrifüj teknikleri, dünyanın zenginleştirilmiş uranyumunun %100'üne yakınını üretir.

Zippe santrifüj

Koyu mavi ile temsil edilen U-238 ve açık mavi ile gösterilen U-235 ile Zippe tipi bir gaz santrifüjünün prensiplerinin şeması

ZIPPE santrifüj standart gaz santrifüj bir gelişme, ısı kullanımı olan primer farktır. Dönen silindirin tabanı ısıtılır ve 235 U'yu silindirin üstüne doğru hareket ettiren konveksiyon akımları üretir ve burada kepçe ile toplanabilir. Bu geliştirilmiş santrifüj tasarımı, ticari olarak Urenco tarafından nükleer yakıt üretmek için kullanılmaktadır ve Pakistan tarafından nükleer silah programlarında kullanılmıştır.

lazer teknikleri

Lazer süreçleri, daha düşük enerji girdileri, daha düşük sermaye maliyetleri ve daha düşük kuyruk analizleri, dolayısıyla önemli ekonomik avantajlar vaat ediyor. Birkaç lazer işlemi araştırılmıştır veya geliştirilmektedir. Lazer uyarma ( SILEX ) ile izotopların ayrılması iyi gelişmiştir ve 2012 itibariyle ticari operasyon için lisanslanmıştır.

Atomik buhar lazer izotop ayrımı (AVLIS)

Atomik buhar lazer izotop ayrımı , aşırı ince geçişlerin seçici iyonizasyonunu kullanarak uranyum izotoplarını ayırmak için özel olarak ayarlanmış lazerler kullanır. Teknik, 235 U atomunuiyonize eden frekanslara ayarlanmış lazerleri kullanırve diğerlerini kullanmaz. Pozitif yüklü 235 U iyonları daha sonra negatif yüklü bir plakaya çekilir ve toplanır.

Moleküler lazer izotop ayrımı (MLIS)

Moleküler lazer izotop ayrılması yönelik bir kızıl ötesi lazer kullanır UF 6 işaretini içerir, verici moleküller 235 U atomu. İkinci bir lazer, bir flor atomunuserbestbırakarak uranyum pentaflorürü bırakırve bu da daha sonra gazdan çöker.

Lazer uyarma (SILEX) ile izotopların ayrılması

Lazer uyarımı ile izotopların ayrılması, aynı zamanda UF 6 kullanan bir Avustralya geliştirmesidir. ABD zenginleştirme şirketi USEC'in bu teknolojiye ilişkin ticarileştirme haklarını edinip ardından feragat etmesiniiçeren uzun bir geliştirme sürecindensonra, GE Hitachi Nuclear Energy (GEH), 2006yılında Silex Systems ile bir ticarileştirme anlaşması imzaladı. GEH o zamandan beri bir gösteri test döngüsü oluşturdu ve inşa etme planlarını duyurdu ilk ticari tesis. Sürecin ayrıntıları, Amerika Birleşik Devletleri, Avustralya ve ticari kuruluşlar arasındaki hükümetler arası anlaşmalarla sınıflandırılır ve kısıtlanır. SILEX'in mevcut üretim tekniklerinden çok daha verimli olacağı öngörülmüştür, ancak yine de kesin rakam sınıflandırılmıştır. Ağustos 2011'de, GEH'nin bir yan kuruluşu olan Global Laser Enrichment,ticari bir tesis inşa etme izni içinABD Nükleer Düzenleme Komisyonu'na (NRC)başvurdu. Eylül 2012'de NRC, GEH'ye ticari bir SILEX zenginleştirme tesisi inşa etmesi ve işletmesi için bir lisans verdi, ancak şirket projenin inşaata başlamak için yeterince karlı olup olmayacağına ve teknolojinin nükleer silahların yayılmasına katkıda bulunabileceğine dair endişelere rağmen henüz karar vermemişti..

Diğer teknikler

Aerodinamik süreçler

Bir aerodinamik nozulun şematik diyagramı. Bu küçük folyoların binlercesi bir zenginleştirme ünitesinde birleştirilir.
X-ışını tabanlı LIGA üretim süreci, orijinal olarak, Almanya'daki Forschungszentrum Karlsruhe'de izotop zenginleştirme için nozullar üretmek üzere geliştirildi.

Aerodinamik zenginleştirme işlemleri, EW Becker tarafından geliştirilen ve LIGA işlemi ve vorteks tüpü ayırma işlemi kullanılarak ilişkilendirilen Becker jet nozul tekniklerini içerir . Bu aerodinamik ayırma işlemleri, gaz santrifüjünde olduğu gibi basınç gradyanları tarafından yönlendirilen difüzyona bağlıdır. Genel olarak, enerji tüketimini en aza indirmek için ayrı ayrı ayırma elemanlarının karmaşık sistemlerini gerektirme dezavantajına sahiptirler. Aslında, aerodinamik süreçler, dönmeyen santrifüjler olarak düşünülebilir. Merkezkaç kuvvetinin geliştirilmesi seyreltilmesi ile elde edilmektedir UF 6 ile hidrojen veya helyum saf bir uranyum hegzaflorid kullanılarak elde edilebilir daha gaz için çok daha yüksek bir akış hızı elde etmek taşıyıcı gaz olarak. Uranyum Zenginleştirme Güney Afrika Corporation, gelişmiş ve yüksek üretim hızı düşük zenginleştirme ve büyük ölçüde farklı yarı-kesikli Pelsakon düşük üretim hızı, yüksek zenginleştirme kademeli hem de belirli bir girdap tüp ayırma tasarımı kullanılarak sürekli Helikon vorteks ayırma kaskad dağıtılan (UCOR) ve her iki endüstriyel tesiste somutlaştırılmıştır. Brezilya'da , ayırma nozulu işlemini kullanan Industrias Nucleares do Brasil liderliğindeki bir konsorsiyum olan NUCLEI tarafından bir tanıtım tesisi inşa edildi . Ancak tüm yöntemlerin yüksek enerji tüketimi ve atık ısının uzaklaştırılması için önemli gereksinimleri vardır; hiçbiri şu anda kullanımda değil.

Elektromanyetik izotop ayrımı

Bir calutron içindeki uranyum izotop ayrımının şematik diyagramı, bir uranyum iyonu akışını bir hedefe yönlendirmek için güçlü bir manyetik alanın nasıl kullanıldığını gösterir, bu da uranyum-235'in iç kenarlarında daha yüksek bir konsantrasyonda (burada koyu mavi ile temsil edilir) sonuçlanır. Akış.

Olarak elektromanyetik izotop ayırma işlemi (EYBİS), metalik uranyum ilk pozitif yüklü iyonlar iyonize sonra buharlaştırılmış, ve. Katyonlar daha sonra hızlandırılır ve ardından manyetik alanlar tarafından ilgili toplama hedeflerine yönlendirilir. Calutron adlı üretim ölçekli bir kütle spektrometresi , 1945'te Hiroşima'ya atılan Little Boy nükleer bombası için kullanılan 235 U'nun bir kısmını sağlayan II. güçlü bir elektromıknatısın etrafındaki büyük bir ovalde. Elektromanyetik izotop ayrımı, daha etkili yöntemler lehine büyük ölçüde terk edilmiştir.

kimyasal yöntemler

Bir kimyasal prosesin pilot tesis aşamasına geçtiği gösterilmiş ancak üretim için kullanılmamıştır. Fransız CHEMEX süreci değiştirmek için iki izotopu eğilimi çok küçük bir fark yararlanan valans içinde oksitleme / indirgeme ile karışmayan, sulu ve organik fazlar kullanılarak,. Bir iyon değiştirme işlemi tarafından geliştirilen Asahi Chemical Company de Japonya uygun bir reçine ile ancak benzer kimyada bir etkisi ayırma uygulanır iyon değiştirme sütunu.

Plazma ayırma

Plazma ayırma işlemi (PSP), süper iletken mıknatıslardan ve plazma fiziğinden yararlanan bir tekniği tanımlar . Bu işlemde, iyon siklotron rezonansı prensibi , 235 U izotopuna bir iyon karışımı içeren bir plazmada seçici olarak enerji vermek için kullanılır . Fransızlar, RCI adını verdikleri kendi PSP versiyonunu geliştirdiler. RCI için fon 1986'da büyük ölçüde azaltıldı ve program 1990'da askıya alındı, ancak RCI hala kararlı izotop ayrımı için kullanılıyor.

Ayırıcı çalışma birimi

"Ayırma işi" - bir zenginleştirme işlemiyle yapılan ayırma miktarı - hammadde konsantrasyonlarının, zenginleştirilmiş çıktının ve tükenmiş artıkların bir fonksiyonudur; ve toplam girdi (enerji / makine çalışma süresi) ve işlenen kütle ile orantılı olacak şekilde hesaplanan birimlerle ifade edilir. Ayrıştırıcı iş enerji değildir . Aynı miktarda ayırma işi, ayırma teknolojisinin verimliliğine bağlı olarak farklı miktarlarda enerji gerektirecektir. Ayırıcı çalışma, Ayırıcı çalışma birimleri SWU, kg SW veya kg UTA (Alman Urantrennarbeit'ten – kelimenin tam anlamıyla uranyum ayırma işi ) cinsinden ölçülür.

  • 1 SWU = 1 kg GB = 1 kg UTA
  • 1 kSWU = 1 tSW = 1 t UTA
  • 1 MSWU = 1 ktSW = 1 kt UTA

Maliyet sorunları

Bir zenginleştirme tesisi tarafından sağlanan ayırıcı çalışma birimlerine ek olarak, dikkate alınması gereken diğer önemli parametre, istenen miktarda zenginleştirilmiş uranyum elde etmek için ihtiyaç duyulan doğal uranyum (NU) kütlesidir. SWU'ların sayısında olduğu gibi, gerekli besleme malzemesi miktarı da arzu edilen zenginleştirme düzeyine ve tükenmiş uranyumda kalan 235 U miktarına bağlı olacaktır . Bununla birlikte, SWUs sayısı farklı azalan düzeyleri ile artar zenginleştirme, sırasında gerekli 235 , NU miktarı azalan düzeyleri ile azalacaktır gerekli tükenmiş akımı içinde U 235 DU U uç kadar.

Örneğin, bir hafif su reaktöründe kullanım için LEU'nun zenginleştirilmesinde, zenginleştirilmiş akışın %3,6 235 U içermesi (NU'daki % 0,7'ye kıyasla) tipiktir , tükenmiş akış ise %0,2 ila %0,3 235 U içerir. DU akımının %0,3 235 U olmasına izin verilseydi, bu LEU'nun bir kilogramını üretmek için yaklaşık 8 kilogram NU ve 4,5 SWU gerekirdi . Öte yandan, tükenmiş akım yalnızca %0,2 235 U'ya sahipse, o zaman sadece 6,7 kilogram NU, ancak yaklaşık 5,7 SWU zenginleştirme gerektirecektir. Zenginleştirme sırasında gerekli NU miktarı ve gerekli SWU sayısı zıt yönlerde değiştiğinden, eğer NU ucuzsa ve zenginleştirme hizmetleri daha pahalıysa, operatörler tipik olarak DU akışında 235 U'dan daha fazla kalmasına izin vermeyi seçeceklerdir. NU daha pahalıdır ve zenginleştirme daha azdır, o zaman tam tersini seçerler.

Downblending

Zenginleştirmenin tersi aşağı doğru harmanlamadır; fazla HEU, ticari nükleer yakıtta kullanıma uygun hale getirmek için LEU'ya indirgenebilir.

HEU besleme stoğu istenmeyen uranyum izotopları içerebilir: 234 U , doğal uranyumda bulunan küçük bir izotoptur; zenginleştirme işlemi sırasında konsantrasyonu artar ancak %1'in oldukça altında kalır. 236 U'luk yüksek konsantrasyonlar, bir reaktördeki ışınlamadan kaynaklanan bir yan üründür ve üretim geçmişine bağlı olarak HEU'da bulunabilir. Nükleer silah malzemesi üretim reaktörlerinden yeniden işlenen HEU (yaklaşık %50'lik bir 235 U tahlili ile), %25'e kadar yüksek 236 U konsantrasyonu içerebilir , bu da harmanlanmış LEU ürününde yaklaşık %1.5'lik konsantrasyonlarla sonuçlanır. 236 U bir nötron zehiridir ; bu nedenle, LEU ürünündeki gerçek 235 U konsantrasyonu, 236 U'nun varlığını telafi etmek için uygun şekilde yükseltilmelidir .

Karışım stoğu NU veya DU olabilir, ancak besleme stoğu kalitesine bağlı olarak, tipik olarak ağırlıkça %1.5 235 U'da SEU , HEU beslemesinde bulunabilecek istenmeyen yan ürünleri seyreltmek için bir karışım stoğu olarak kullanılabilir. LEU ürünündeki bu izotopların konsantrasyonları, bazı durumlarda , NU veya DU kullanılmışsa, nükleer yakıt için ASTM spesifikasyonlarını aşabilir . Bu nedenle, HEU'nun aşağı harmanlanması genellikle mevcut büyük tükenmiş uranyum stoklarının ortaya çıkardığı atık yönetimi sorununa katkıda bulunamaz. Şu anda, dünyadaki tükenmiş uranyum stoklarının yüzde 95'i güvenli depolamada kalıyor.

Megaton'dan Megawatt'a Programı adı verilen büyük bir indirgeme girişimi , eski Sovyet silah sınıfı HEU'yu ABD ticari güç reaktörleri için yakıta dönüştürüyor. 1995'ten 2005'in ortalarına kadar, 250 ton yüksek oranda zenginleştirilmiş uranyum (10.000 savaş başlığına yetecek kadar) geri dönüştürülerek düşük zenginleştirilmiş uranyuma dönüştürüldü. Hedef, 2013 yılına kadar 500 tonu geri dönüştürmektir. Rus nükleer savaş başlıklarının hizmetten çıkarılması programı, 2008 yılına kadar dünyanın zenginleştirilmiş uranyum ihtiyacının yaklaşık %13'ünü oluşturuyordu.

Amerika Birleşik Devletleri Zenginleştirme Corporation, ABD hükümeti ABD HEU Downblending Programı, bu HEU malzemesi sayesinde 1996 yılında ihtiyaç fazlası askeri malzeme olarak ilan ettiği zenginleştirilmiş uranyum (HEU) 174.3 ton bir kısmının eğilim yer almıştır, öncelikle alınan Parçalanmış ABD nükleer savaş başlıklarından elde edilen, nükleer santraller tarafından elektrik üretmek için kullanılan düşük zenginleştirilmiş uranyum (LEU) yakıtına dönüştürülür .

Küresel zenginleştirme tesisleri

Aşağıdaki ülkelerin zenginleştirme tesisleri işlettiği bilinmektedir: Arjantin, Brezilya, Çin, Fransa, Almanya, Hindistan, İran, Japonya, Hollanda, Kuzey Kore, Pakistan, Rusya, Birleşik Krallık ve Amerika Birleşik Devletleri. Belçika, İran, İtalya ve İspanya, Fransız Eurodif zenginleştirme tesisinde yatırım hissesine sahipken , İran'ın holdingi ona zenginleştirilmiş uranyum üretiminin %10'unu hak ediyor. Geçmişte zenginleştirme programları olan ülkeler arasında Libya ve Güney Afrika yer alıyor, ancak Libya'nın tesisi hiçbir zaman faaliyete geçmedi. Avustralya, General Electric'in bir ABD ticari girişimine finansal yatırım yaparak sürdürmeyi planladığı SILEX olarak bilinen bir lazer zenginleştirme süreci geliştirdi . Ayrıca İsrail'in Dimona yakınlarındaki Negev Nükleer Araştırma Merkezi sahasında yer alan bir uranyum zenginleştirme programına sahip olduğu iddia edildi .

Kod adı

Manhattan Projesi sırasında , silah dereceli yüksek oranda zenginleştirilmiş uranyum, uranyumun zenginleştirildiği tesislerin bulunduğu yerden sonra Oak Ridge alaşımının kısaltılmış bir versiyonu olan oralloy kod adı verildi . Oralloy terimi hala zaman zaman zenginleştirilmiş uranyum için kullanılmaktadır.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar