Urancentrifugkaskader Foto med tillstånd av Oak Ridge National Laboratory Uran är ett element som liknar järn. Som järn, du gräver uranmalm ur marken och bearbetar den sedan för att extrahera det rena uranet från malmen. När du är klar med att bearbeta uranmalm, vad du har är uranoxid . Uranoxid innehåller två typer (eller isotoper ) av uran:U-235 och U-238. U-235 är vad du behöver om du vill göra en bomb eller elda ett kärnkraftverk. Men uranoxiden från gruvan är cirka 99 procent U-238. Så du måste på något sätt skilja U-235 från U-238 och öka mängden U-235. Processen att koncentrera U-235 kallas berikning , och centrifuger är en central del av processen.
U-235 väger något mindre än U-238. Genom att utnyttja denna viktskillnad, du kan skilja U-235 och U-238. Det första steget är att reagera uranet med fluorvätesyra , en extremt kraftfull syra. Efter flera steg, du skapar gasen uranhexafluorid .
Nu när uranet är i gasform, det är lättare att arbeta med. Du kan sätta gasen i en centrifug och snurra upp det. Centrifugen skapar en kraft tusentals gånger starkare än tyngdkraften. Eftersom U-238-atomerna är något tyngre än U-235-atomerna, de tenderar att röra sig ut mot väggarna i centrifugen. U-235-atomer tenderar att stanna mer mot centrum av centrifugen.
Även om det bara är en liten skillnad i koncentrationer, när du extraherar gasen från centrum av centrifugen, den har något mer U-235 än den gjorde tidigare. Du placerar denna lätt koncentrerade gas i en annan centrifug och gör samma sak. Om du gör detta tusentals gånger, du kan skapa en gas som är mycket berikad med U-235. Vid en anrikningsanläggning för uran, tusentals centrifuger är långkedjade ihop kaskader .
I slutet av en lång kedja av centrifuger, du har uranhexafluoridgas som innehåller en hög koncentration av U-235 atomer.
Skapandet av centrifugerna är en enorm teknisk utmaning. Centrifugerna måste snurra mycket snabbt - inom intervallet 100, 000 varv / min . För att snurra så snabbt, centrifugerna måste ha:
Att uppfylla alla dessa tre krav har varit utom räckhåll för de flesta länder. Den senaste utvecklingen av billiga, datorstyrd bearbetningsutrustning med hög precision har gjort saker och ting lättare. Det är därför fler länder har lärt sig att berika uran de senaste åren.
Nu måste du vända uranhexafluoridgasen tillbaka till uranmetall. Du gör detta genom att tillsätta kalcium. Kalciumet reagerar med fluor för att skapa ett salt, och den rena uranmetallen är kvar. Med denna högkoncentrerade U-235-metall, du kan antingen göra en atombomb eller driva en kärnreaktor.
För mycket mer information om uranberikning och relaterade ämnen, kolla in länkarna på nästa sida.
