Как сделать обогащенный уран

Обновлено: 06.07.2024

Обогащение урана — физический процесс увеличения соотношения содержания изотопа урана 235 U к 238 U. Изотоп 238 U, несмотря на радиоактивность, является крайне стабильным изотопом, не способным к самостоятельной цепной ядерной реакции на тепловых нейтронах, в отличие от редкого 235 U, интенсивно использующегося в атомной промышленности и для создания ядерного оружия. В настоящий момент 235 U является основным ядерным топливом, без него невозможно получение плутония, использующегося для создания ядерного и термоядерного оружия. Однако, из-за того, что доля изотопа 235 U мала (0,72 %), подготовка ядерного топлива обязательно должна включать стадию обогащения урана.

Обогащение урана осуществляется двумя основными методами разделения изотопов: газодиффузионным методом и методом газового центрифугирования. В России, Великобритании, Германии, Нидерландах и Японии применяется метод центрифугирования, при котором газ UF₆ приводится в очень быстрое вращение и из-за разницы в массе молекул происходит разделение изотопов, которые затем переводятся обратно в металл. В отходах остаётся только 0,2–0,3 % 235 U. [1]

В 1992 году австралийской компанией Silex разработана технология обогащения урана путем заряда молекул UF₆ с изотопом 235 U в луче лазера. С 2006 года работы по технологии Silex ведет компания General Electric, в конце 2011 года успешно завершившая испытания оборудования для обогащения урана. Технология Silex должна позволить существенно снизить стоимость топлива для энергетических реакторов. Предполагается строительство установки по технологии Silex в г. Уилмингтон, штат Северная Каролина. На площади 5,5 га может разместиться установка, обеспечивающая топливом четыре десятка ядерных энергоблоков.

Примечания

См. также

Ссылки

Ядерная физика
Уран (химический элемент)
Обогащение руд

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Обогащение урана" в других словарях:

ОБОГАЩЕНИЕ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА — ОБОГАЩЕНИЕ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА, отделение хорошо расщепляемого изотопа урана, урана 235, от преобладающего изотопа, урана 238. Газообразный фторид урана (VI) проходит диффузионное разделение, при котором используется ряд перегородок с… … Научно-технический энциклопедический словарь

ОБОГАЩЕНИЕ — (1) дутья введение кислорода в атмосферный воздух для интенсификации технологического процесса при плавке металла (см. ), (2) О. полезных ископаемых совокупность различных методов обработки руд чёрных, цветных и благородных металлов, угля и др.… … Большая политехническая энциклопедия

Обогащение урановой руды — Uranium ore processing совокупность процессов первичной обработки минерального урансодержащего сырья, имеющих целью отделение урана от других минералов, входящих в состав руды. При этом не происходит изменения состава минералов, а лишь их… … Термины атомной энергетики

обогащение урановой руды — Совокупность процессов первичной обработки минерального ураносодержащего сырья, имеющих целью отделение урана от других минералов, входящих в состав руды. При этом не происходит изменения состава минералов, а лишь их механическое разделение с… … Справочник технического переводчика

Радиометрическое обогащение руды — Радиометрическое обогащение руды процессы переработки руд, основанные на взаимодействии различных видов излучений с веществом. В технологии радиометрического обогащения руд выделяются два вида процессов: Радиометрическая сортировка … … Википедия

Магнитное обогащение полезных ископаемых — (англ. magnetic separation, magnetic concentration of minerals; нем. magnetische Aufbereitung f der Bodenschätze) обогащение полезных ископаемых, основывающееся на действии неоднородного магнитного поля на минеральные частички с… … Википедия

Химическое обогащение — (a. chemical refining; н. chemische Aufbereitung; ф. concentration par voie chimique, enrichissement chimique; и. tratamiento quimico, preparacion quimica, elaboracion quimica) технология первичной переработки руд, коллективных и… … Геологическая энциклопедия

УРАНОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ — Уран это основной энергоноситель ядерной энергетики, вырабатывающей около 20% мировой электроэнергии. Урановая промышленность охватывает все стадии производства урана, включая разведку месторождений, их разработку и обогащение руды. Переработку… … Энциклопедия Кольера

Ядерное топливо — почти готово к работе … Википедия

Ядерное горючее — Топливный элемент ядерного реактора Ядерное топливо вещество, которое используется в ядерных реакторах для осуществления цепной ядерной реакции деления. Содержание 1 Общая информация 2 Классификация … Википедия

Актуально в версии 1.2.5

В Industrial Craft 2 была сильно реформирована система атомной энергетики, мы получили возможность создания всевозможных сборок реакторов, которые позволят генерировать от 10 eu/t до 2000 eu/t в зависимости от расстановки урановых стержней. - Круто не правда ли?

Хоть и потребуется не мало ресурсов, чтобы скрафтить сам реактор и специальные отсеки для расширения его пространства и возможностей, но, тем не менее, - если его правильно построить и "зарядить" он прослужит вам долго и навсегда поможет избавиться от нехватки энергии.

Стоит так же помнить, что реактор может взорваться. Это происходит чаще всего из-за того, что его попросту забывают вовремя выключить и поставить на охлаждение. Поэтому, чтобы этого не произошло, рекомендую поставить дополнение термомитр - он позволит отслеживать температуру реактора и не доводить его до "кипения" - когда уже начинают реакторные блоки воспламеняться, а вся вода вокруг него (используемая для дополнительного пассивного охлаждения) - испаряться.

Существует множество разных типов сборок, я особо полоскать мозги вам этим всем не буду, поскольку получиться очень много букв, и остановлюсь лишь на самых ключевых моментах. Вам ведь нужен стабильный реактор, который не взрывается и при этом дает хороший приток энергии в ваши хранилища, не так ли?

Итак, самое первое, что нужно, это - Реактор и Реакторные отсеки + все необходимые для них компоненты.

Термопластины

Стержни охлаждения

Распределители тепла

Реакторные отсеки

Атомный Реактор

Охлаждающие стержни и распределители тепла понадобятся в больших количествах, поскольку это основа охлаждения реактора без учета заливки реакторных отсеков водой. Без них стержни урана, тем более, если они все расставлены впритык друг к другу вызовут быстрый перегрев, что в последствии - вызовет взрыв при достижении определенной температуры. Я вам рекомендую ориентироваться на 9.000 - при 6 реакторных отсеках, хоть и взрывается он при 16.300 - но рисковать я вам настоятельно не рекомендую.

Итак, мы собрали реактор, теперь второе, не менее важное - Уран.

Майнить любите? - Находим уран, шт 30 для начала вам хватит вполне, после чего тащим его в свои мастерские, поближе к компрессору:

В итоге получаем уже очищенный прессованный уран, который остается смешать с пустой капсулой, для получения уранового стержня:

Итого: у нас есть реактор, с 6-ю отсеками, после встает вопрос, - из чего делать обшивку (стены реакторной)?
Один слой укрепленного камня вам не поможет, взрывается реактор весьма сурово, поэтому делайте каждую стену вашей реакторной в два слоя из укрепленного камня, в итоге если произойдет ЧП, - стены спасут ваш дом, завод или окружающий мир от мощного краша.

Сам реактор вам стоит залить водой, провод от него лучше пустить от верхнего отсека, и рекомендую прикрутить на реакторный отсек или отсеки рычаги. Они помогут вам включать и выключать реактор в нужное время. Как все спроектировать, решайте сами, я выбрал следующую схему:

Как видите, реакторы полностью залиты водой, вверху от них идут провода (стекловолокно), по которым уже стекается вся вырабатываемая энергия в один энергохранитель - ЭХО.

Теперь третий шаг - выбор правильной конфигурации, или сборки.

Вы можете воспользоваться планировщиком - но на все 100% доверять ему не стоит, поскольку более точные результаты можно получить лишь практическим путем.

Самая надежная сборка - это 4 урановых стержня. При правильном распределении охлаждающих элементов он никогда не перегреется и не взорвется. Если вы распределите их следующим образом:

Ваш реактор будет выделять ровно 120 EU/t весь цикл (около двух с половиной часов). После вам останется просто напросто подождать, пока он остынет и уже после этого заправляете его новыми урановыми стержнями и продолжаете получать энергию.

При такой сборке - вы не будете волноваться за то, что ваш реактор вдруг взорвется из-за перегрева, а 4 стержня позволяют вырабатывать энергию которая сравнима с 120 солнечными панелями, т.е. такой вариант намного продуктивнее, поскольку вы тратите ресурсы всего один раз, и они себя "окупают" многократно.

Если вам покажется, что урана мало, вы можете начать его обогащать.

Обеднённый Уран

Обеднённый Изотопный Состав - его то мы уже и заправляем в реактор и обогащаем

Повторно Обогащенный Уран - уже после обогащения добавляем угольный порошок и получаем урановый стержень

Итого из 1ого урана у вас будет выходит сразу 8 стержней обедённого урана. Но, процесс этот весьма длителен, и если вы будете обогащать его на низких температурах нагрева реактора - вы не сможете полностью обогатить стрежни изотопного состава (обедённый уран + угольный порошок). Поэтому перед обогащением следует разогреть реактор до максимальной температуры и уже после поместить 1ин стержень урана и 4 стержня изотопного состава вместе с охлаждающими элементами, причем таким образом, чтобы реактор медленно, даже при такой расстановке элементов, начал охлаждаться на 1-2 градуса.

В итоге, если вы сумеете наладить систему обогащения урана, - да, придется поднапрячься, пищи для мозгов тут будет много, - вы сможете существенно увеличить запасы урановых стержней и получить еще больше энергии, которая может пригодится для тех же генераторов материи:

Ядерное оружие, хотим мы этого или нет, – реальность, с которой живет человечество с середины прошлого века. Ядерные реакторы, как бы не выступали критики атомной энергетики, вносят значительный вклад в энергосистемы разных стран. И там, и там применяется радиоактивный материал. В основном это уран, 92-й элемент таблицы Менделеева.

Различные новостные источники регулярно вещают со своих страниц о том, что то или иное государство начало обогащать уран. Почему это так беспокоит мировую общественность, что в этом страшного и как происходит это самое обогащение?

Чем же так страшен обогащенный уран

Уран или оружейный плутоний опасны в чистом виде по одной простой причине: из них при наличии определенной технической базы можно изготовить взрывное ядерное устройство.

На рисунке представлено схематическое изображение простейшей ядерной боеголовки. Заготовки 1 и 2 из ядерного топлива находятся внутри оболочки. Каждая из них составляет одну из частей целого шара и весит немного меньше критической массы используемого в бомбе оружейного металла.

При подрыве тротилового детонирующего заряда урановые слитки 1 и 2 соединяются в одно целое, их общая масса уверенно превышает критическую массу для данного материала, что приводит к цепной ядерной реакции и, соответственно, к атомному взрыву.

Казалось бы, ничего сложного, но на самом деле это, конечно же, не так. В противном случае стран, располагающих ядерным оружием, было бы на планете на порядок больше. Более того, сильно возрос бы риск попадания таких опасных технологий в руки достаточно мощных и развитых террористических группировок.

Весь фокус в том, что обогащать уран, даже при нынешнем развитии техники, в состоянии только очень богатые державы, обладающие развитой научной инфраструктурой. Еще сложнее, без чего атомное устройство не будет работать, разделить 235 и 238 изотопы урана.

Урановые рудники: правда и вымысел

В СССР на обывательском уровне бытовала гипотеза о том, что в урановых шахтах работают обреченные на смерть преступники, таким образом искупая свою вину перед партией и советским народом. Это, конечно же, не правда.

Добыча урана – высокотехнологичная отрасль горнодобывающей промышленности, и отпетых убийц с разбойниками вряд ли кто-то допустил бы к работе со сложным и очень дорогим оборудованием. Более того, слухи о том, что добывающие уран шахтеры в обязательном порядке носят противогаз и свинцовое нижнее белье, также не более чем миф.

Добывается уран в шахтах глубиной иногда до километра. Самые большие запасы этого элемента обнаружены в Канаде, России, Казахстане и Австралии. В России из одной тонны руды получается в среднем около полутора килограмм урана. Это отнюдь не самый большой показатель. В некоторых европейских рудниках эта цифра доходит до 22 кг из тонны.

Радиационный фон в шахте примерно такой же, как и на границе стратосферы, где латают гражданские пассажирские самолеты.

Урановая руда

Обогащать уран начинают сразу после добычи, непосредственно возле шахты. Кроме металла, как и любая другая руда, урановая содержит пустую породу. Первоначальный этап обогащения сводится к сортировке поднятых из шахты булыжников: на богатые ураном и бедные. Буквально каждый кусок взвешивается, измеряется автоматами и, в зависимости от свойств, направляется в тот или иной поток.

Затем в дело вступает мельница, измельчающая богатую ураном руду в мелкий порошок. Однако это пока не уран, а всего лишь его оксид. Получение же чистого металла – сложнейшая цепочка химических реакций и превращений.

Однако мало просто выделить чистый металл из исходных химических соединений. Из всего содержащегося в природе урана 99 % занимает изотоп 238, его 235-му собрату остается менее одного процента. Их разделение – сложнейшая задача, решать которую под силу далеко не любой стране.

Газодиффузионный способ обогащения

Эффективность такого метода невелика, ведь разница между изотопами очень и очень незначительна. Но как сделать обогащенный уран, пригодный для использования? Ответ – применяя этот метод много и много раз. Для того чтобы получить пригодный для изготовления топлива реактора электростанции уран, система очистки газодиффузионным способом повторяется несколько сотен раз.

Отзывы экспертов об этом методе неоднозначны. С одной стороны, газодиффузионный способ сепарации – первый, обеспечивший Соединенные Штаты высококачественным ураном, сделавший их на время лидером в военной сфере. С другой, считается, что газовая диффузия дает меньше отходов. Единственное, что подводит в данном случае, – высокая цена конечного продукта.

Центрифужный метод

Это разработка советских инженеров. В настоящее же время кроме России имеется целый ряд стран, где обогащают уран методом, открытым в СССР. Это Бразилия, Великобритания, Германия, Япония и некоторые другие государства. Метод схож с газодиффузионной технологией тем, что использует разницу масс 235 и 238 изотопов.

Урановый газ закручивается в центрифуге до 1500 оборотов в секунду. Благодаря разной плотности на изотопы действуют центробежные силы разной величины. Уран 238, как более тяжелый, скапливается у стенок центрифуги, в то время как 235-й изотоп собирается ближе к центру. Смесь газов закачивается в верхнюю часть цилиндра. Пройдя путь до нижней части центрифуги, изотопы успевают частично разделиться и отбираются отдельно.

Несмотря на то что метод так же не дает 100%-ного разделения изотопов, и для достижения необходимой степени обогащения должен применяться многократно, экономически он гораздо эффективнее газодиффузионного. Так, обогащенный уран в России по технологии использования центрифуг примерно в 3 раза дешевле полученного на американских мембранах.

Применение обогащенного урана

В зависимости от чистоты и соотношения содержания 235 и 238 изотопов обогащенный и обедненный уран применяется по-разному.

Изотоп 235 – более энергоемкое топливо. Обогащенным уран считается при содержании 235 изотопа более 20 %. Это основа ядерного оружия.

Также обогащенное энергонасыщенное сырье используется как топливо для ядерных реакторов в подводных лодках и на космических аппаратах из-за ограниченности массы и размеров.

Обедненный уран, содержащий в основном 238 изотоп, – топливо для стационарных атомных реакторов гражданского назначения. Реакторы на природном уране считаются менее взрывоопасными.

Кстати, по расчетам российских экономистов, при сохранении нынешних темпов добычи 92 элемента периодической таблицы, уже к 2030 году начнут истощаться его запасы в разведанных рудниках по всему миру. Вот почему ученые с надеждой смотрят на термоядерный синтез как на источник дешевой и доступной энергии в будущем.

Наблюдатель

Поискал в сети, но нигде, ни в вики, ни в гайде (ни даже на буржуйских вики) не нашел крафтов с Топливный стержень (Обедненный уран).

Отыскал только Исчерпанный ТВЭЛ, который можно превратить в Обедненный ТВЭЛ, который, в свою очередь, обогащается в бридере-реакторе.

А как быть с нашим ТС (Обедненный уран)? С ним какие крафты бывают?

И как его обогащать до состояния полноценного Топливного стержня?

Или ТС (Обедненный уран) годится только чтобы извлекать из него кучки плутония в термальной центрифуге?

Душа компании

насколько я знаю в ехпериментале убрали возможность обогащения, а без ехпы, да через реактор бридер обогащать

Спойлер: Не актуально

Продаю монеты сайта за рубли Qiwi по курсу 115 монет - 100 рублей (Тема)
Скупаю монеты сайта за рубли Qiwi по курсу 125 монет - 100 рублей (Тема)

Узнаваемый

Поискал в сети, но нигде, ни в вики, ни в гайде (ни даже на буржуйских вики) не нашел крафтов с Топливный стержень (Обедненный уран).

А как быть с нашим ТС (Обедненный уран)? С ним какие крафты бывают?

И как его обогащать до состояния полноценного Топливного стержня?

Или ТС (Обедненный уран) годится только чтобы извлекать из него кучки плутония в термальной центрифуге?

Участник

А как быть с нашим ТС (Обедненный уран)? С ним какие крафты бывают?

И как его обогащать до состояния полноценного Топливного стержня?

Или ТС (Обедненный уран) годится только чтобы извлекать из него кучки плутония в термальной центрифуге?

Для этого мы используем наполнитель (лично я использую его)
Ставим вот этот режим

Далее ложим стержень

Далее ложим уран.

И забераем продукцию

Надеюсь что помог :3

Посвящённый

Обедненный топливный стержень (ТВЭЛ) можно переработать в термальной центрифуге, на выходе будет:
- 1-4 кусочка плутония.
- 1-4 кучки железа.
- 4-16 урана 238.
Из кусочков плутония можно сделать полноценный плутоний, а из него - ядерное МОХ топливо.
Из кучек железной пыли можно получить слитки железа. Для этого переплавь их в печи.
А из урана 238 можно сделать то же топливо (МОХ) или использовать повторно для создания обогащенного ядерного топлива.
upd. Не сразу заметил, что ТС знает про термальную центрифугу.
Такого крафта у нас нет, т.к. отсутствует крафт слитка урана.
Других применений эти стержни не имеют.

Потихоньку втягиваюсь

Или ТС (Обедненный уран) годится только чтобы извлекать из него кучки плутония в термальной центрифуге?

Именно так. Не имеет.
НО.
Плутоний можно использовать для создания МОХ топлива, стержни из которого могут давать в 5 раз больше энергии чем аналогичные урановые.
Плюс в перспективе, когда плутония скопится совсем много его можно использовать в РИТЕГах - это штука типо ядерного реактора но почти вечная (работает несколько десятков лет реального времени)

Обедненный топливный стержень (ТВЭЛ) можно переработать в термальной центрифуге, на выходе будет:
- 1-4 кусочка плутония.
- 1-4 кучки железа.
- 4-16 урана 238.
Из кусочков плутония можно сделать полноценный плутоний, а из него - ядерное МОХ топливо.
Из кучек железной пыли можно получить слитки железа. Для этого переплавь их в печи.
А из урана 238 можно сделать то же топливо (МОХ) или использовать повторно для создания обогащенного ядерного топлива.
upd. Не сразу заметил, что ТС знает про термальную центрифугу.
Такого крафта у нас нет, т.к. отсутствует крафт слитка урана.
Других применений эти стержни не имеют.

Читайте также: