Збагачення урану - технологічний процес збільшення частки ізотопу 235 U в урані. В результаті природний уран поділяють на збагачений уран і збіднений уран.
В природному урані міститься три ізотопи урану: 238 U (масова частка 99,2745%), 235 U (частка 0,72%) і 234 U (частка 0,0055%). Ізотоп 238 U є відносно стабільним ізотопом, які не здатні до самостійної ланцюгової ядерної реакції. на відміну від рідкісного 235 U. В даний час 235 U є первинним ділився матеріалом в ланцюжку технологій ядерних реакторів і ядерного зброї. Однак для багатьох застосувань частка ізотопу 235 U в природному урані мала і підготовка ядерного палива зазвичай включає стадію збагачення урану.
Ступеня збагачення урану Правити
технології Правити
Відомо багато методів розділення ізотопів. [1] Більшість методів засновано на різній масі атомів різних ізотопів: 235-й трохи легше 238-го через різницю в кількості нейтронів в ядрі. Це проявляється в різній інерції атомів. Наприклад, якщо змусити атоми рухатися по дузі то важкі будуть прагнути рухатися по більшому радіусу ніж легкі. На цьому принципі побудовані електромагнітний і аеродинамічний методи. В електромагнітному методі іони урану розганяються в прискорювачі елементарних частинок і закручуються в магнітному полі. В аеродинамічному методі газоподібна сполука урану продувається через спеціальне сопло-равлика. Схожий принцип в газовому центрифугировании. газоподібна сполука урану міститься в центрифугу, де інерція змушує важкі молекули концентруватися біля стінки центрифуги. Термодифузійний і газодифузійний методи використовують різницю в рухливості молекул: молекули газу з легким ізотопом урану більш рухливі ніж важкі. Тому вони легше проникають в дрібні пори спеціальних мембран при газодифузійній технології. При термодіффузіонного методі менш рухливі молекули концентруються в більш холодної нижній частині розділової колони, витісняючи більш рухливі в верхню гарячу частину. Більшість методів поділу працюють з газоподібними сполуками урану, найчастіше з UF6.
Багато з методів намагалися використовувати для промислового збагачення урану, проте в даний час практично всі потужності зі збагачення працюють на основі газового центрифугування. Поряд з центрифугуванням в минулому широко використовувався газодифузійний метод. На зорі ядерної ери використовувалися електромагнітний, термодифузії, аеродинамічний методи. На сьогоднішній день центрифугування демонструє найкращі економічні параметри збагачення урану. Однак в ведуться дослідження перспективних методів поділу, наприклад, лазерне поділ ізотопів.