यूरेनियम को समृद्ध कैसे करें
यूरेनियम परमाणु रिएक्टरों के लिए एक ऊर्जा स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया जाता है और एक खनिज कहा जाता uraninite साथ निकाला जाता है, विभिन्न परमाणु वजन और स्तर के साथ विभिन्न आइसोटोप से मिलकर पहले परमाणु बम 1945 यूरेनियम में हिरोशिमा पर गिरा निर्माण करने के लिए इस्तेमाल किया गया था रेडियोधर्मिता का विखंडन रिएक्टरों में इस्तेमाल करने के लिए, आइसोटोप की मात्रा 235
यू को एक स्तर तक बढ़ाया जाना चाहिए जो कि रिएक्टर या विस्फोटक डिवाइस में विखंडन की अनुमति देता है। इस प्रक्रिया को यूरेनियम संवर्धन कहा जाता है, और इसे बनाने के कई तरीके हैं।कदम
विधि 1
संवर्धन की मूल प्रक्रिया1
यूरेनियम का उपयोग किस उद्देश्य के लिए करें। निकाले गए अधिकांश यूरेनियम में केवल 0.7% आइसोटोप है 235यू, और शेष सभी स्थिर आइसोटोप से ऊपर है 238यू। विखंडन का प्रकार जिसके लिए खनिज का उपयोग किया जाएगा वह निर्धारण करता है कि आइसोटोप किस स्तर पर है 235खनिज को बेहतर उपयोग करने के लिए यू को लाया जाना चाहिए
- परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में इस्तेमाल किए गए यूरेनियम का प्रतिशत 3 से 5% के बीच में समृद्ध होना चाहिए 235यू। कुछ परमाणु रिएक्टर, जैसे कि कनाडा में कैंडू रिएक्टर और यूनाइटेड किंगडम में मैग्नॉक्स, को संयुक्त राष्ट्र के समृद्ध यूरेनियम का उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।)
- यूरेनियम परमाणु बम और परमाणु हथियार के लिए इस्तेमाल किया जाता है, दूसरी ओर, 9 0 प्रतिशत तक समृद्ध होना चाहिए 235यू
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यूरेनियम अयस्क को गैस में बदल दें यूरेनियम को समृद्ध करने के लिए मौजूदा तरीकों में से अधिकांश को कम तापमान गैस में अयस्क की आवश्यकता होती है। फ्लोरिन गैस को आमतौर पर अयस्क रूपांतरण संयंत्र में पंप किया जाता है - यूरेनियम ऑक्साइड गैस फ्लोरिन से संपर्क करने के लिए प्रतिक्रिया करती है, यूरेनियम हेक्सफ्लोराइड (यूएफ6)। तब गैस को अलग करने और आइसोटोप इकट्ठा करने के लिए संसाधित किया जाता है 235यू
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यूरेनियम समृद्ध करें इस लेख के बाद के हिस्सों में यूरेनियम को समृद्ध करने के लिए विभिन्न संभावित प्रक्रियाओं का वर्णन किया गया है। इनमें से गैस प्रसार और गैस अपकेंद्रित्र सबसे आम हैं, लेकिन लेजर के साथ आइसोटोप की जुदाई प्रक्रिया उन्हें बदलने का इरादा है।
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यूएफ गैस को परिवर्तित करें6 यूरेनियम डाइऑक्साइड में (यूओ2)। एक बार समृद्ध होने पर यूरेनियम को ठोस और स्थिर सामग्री में परिवर्तित किया जाना चाहिए।
विधि 2
गैसीय प्रसार प्रक्रिया1
पंप यूएफ गैस6 पाइपों में
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एक झरझरा फिल्टर या झिल्ली के माध्यम से गैस को पारित करें आइसोटोप क्योंकि 235यू आइसोटोप से हल्का है I 238यू, यूएफ गैस6 हल्का आइसोटोप जिसमें अधिकतम आइसोटोप की तुलना में झिल्ली तेज हो जाएगी।
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प्रसार प्रक्रिया को दोहराएं जब तक पर्याप्त मात्रा में आइसोटोप एकत्र नहीं किया जाता है 235यू प्रसार प्रक्रिया की पुनरावृत्ति कहा जाता है "झरना"। यह पर्याप्त पाने के लिए छिद्रपूर्ण झिल्ली के माध्यम से 1,400 से अधिक गुजरता है 235यू और पर्याप्त यूरेनियम को समृद्ध करें
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यूएफ गैस का परिसंचरण6 तरल रूप में एक बार जब गैस पर्याप्त समृद्ध है, यह तरल रूप में संघनित और कंटेनर में संग्रहीत है, जहां यह ठंडा और छर्रों (छर्रों) के रूप में जाया जाता है और तब्दील किया जा करने के लिए परमाणु ईंधन में सशक्त बनाता है।
विधि 3
गैस अपकेंद्रित्र प्रक्रिया1
कुछ उच्च गति घूर्णन सिलेंडर इकट्ठा ये सिलेंडर सेंट्रीफ्यूज हैं सेंटीफ्यूज को श्रृंखला में और समानांतर दोनों में इकट्ठा किया जाता है।
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पाइप्स के माध्यम से पंप यूएफ गैस6 सेंटीफ्यूज में सेंटीफ्यूज आइसोटोप के साथ गैस भेजने के लिए केंद्रियता त्वरण का उपयोग करते हैं 238यू सिलेंडर की दीवारों के लिए भारी और आइसोटोप के साथ गैस 235केंद्र की ओर हल्का यू।
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अलग गैसों को निकालें
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अलग-अलग सेंट्रीफ्यूज में गैसों को पुन: प्रक्रिया किया। के समृद्ध गैसों 235यू centrifuges में भेजा जाता है जहां की एक अतिरिक्त राशि 235यू निकाला जाता है, जबकि कम गैस की 235शेष शेष को निकालने के लिए यू एक और अपकेंद्रित होता है 235यू। यह प्रक्रिया सेंटीफ्यूज को अधिक मात्रा में निकालने के लिए संभव बनाता है 235गैस के प्रसार की प्रक्रिया के संबंध में यू।
विधि 4
वायुगतिकीय जुदाई प्रक्रिया1
संकीर्ण और स्थैतिक सिलेंडर की श्रृंखला बनाएं।
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यूएफ गैस इंजेक्षन6 हाई स्पीड सिलेंडर में गैस को सिलेंडर में पंप किया जाता है ताकि एक चक्रवात संबंधी रोटेशन को प्रेरित किया जा सके, जिसके बीच एक ही प्रकार की जुदाई पैदा हो। 235यू ई 238यू जो एक घूर्णन अपकेंद्रित्र से प्राप्त होता है।
विधि 5
तरल राज्य में तरल प्रसार प्रक्रिया1
तरल राज्य को यूएफ गैस लाता है6 दबाव का उपयोग करना
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गाढ़ा ट्यूबों की एक जोड़ी बनाएं ट्यूबों को काफी लंबा होना चाहिए - अब वे हैं, अधिक से अधिक आइसोटोप को अलग करना संभव है 235यू ई 238यू
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उन्हें पानी में विसर्जित करें यह पाइप की बाहरी सतह को शांत करेगा।
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पंप यूएफ तरल गैस6 पाइपों के बीच
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भाप के साथ भीतरी ट्यूब गरम करें गर्मी यूएफ गैस में संवहनी चालू करेगी6 कि आइसोटोप जाने देगा 235आंतरिक ट्यूब की तरफ एक हल्का और आइसोटोप धक्का होगा 238यू बाहरी एक की ओर भारी
विधि 6
आइसोटोप की विद्युत चुम्बकीय पृथक्करण प्रक्रिया1
Ionizes यूएफ गैस6.
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एक शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से गैस को पारित करें
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आयनित यूरेनियम आइसोटोप को ट्रेल्स का उपयोग करके अलग करता है, जब वे चुंबकीय क्षेत्र से गुजरते हैं। आइसोटोप के आयनों 235यू आइसोटोप के मुकाबले अलग वक्रता के साथ अनुबंध छोड़ देता है 238यू। ये आयन पृथक और यूरेनियम को समृद्ध करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।
विधि 7
लेजर के साथ आइसोटोप की पृथक्करण प्रक्रिया1
लेजर को एक विशिष्ट रंग में समायोजित करें लेजर प्रकाश किसी विशिष्ट तरंग दैर्ध्य (मोनोक्रैमिक) पर पूरी तरह से समायोजित किया जाना चाहिए। यह तरंग दैर्ध्य केवल आइसोटोप परमाणुओं को प्रभावित करेगा 235यू, आइसोटोप के उन छोड़ने 238यू अपरिवर्तित।
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यूरेनियम लेजर लाइट लागू करें अन्य यूरेनियम संवर्धन प्रक्रियाओं के विपरीत, आपको यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड गैस का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं है, हालांकि अधिकांश लेजर प्रक्रियाओं में इसका प्रयोग किया जाता है। तुम भी लेजर आइसोटोप (AVLIS) छिड़काव द्वारा जुदाई प्रक्रिया में के रूप में, यूरेनियम का एक स्रोत के रूप में एक यूरेनियम और लोहे मिश्र धातु का उपयोग कर सकते हैं।
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उत्साहित इलेक्ट्रॉनों के साथ यूरेनियम परमाणु निकालें ये आइसोटोप परमाणु हैं I 235यू
टिप्स
- कुछ देशों में, वियोजन प्रक्रिया के परिणामस्वरूप उत्पन्न प्लूटोनियम और यूरेनियम को ठीक करने के लिए परमाणु ईंधन को पुन: प्रसंस्करण किया जाता है। आइसोटोप को प्रसंस्करण यूरेनियम से हटा दिया जाना चाहिए 232यू ई 236यू जो विखंडन के दौरान बनता है और, यदि समृद्ध प्रक्रिया के अधीन होता है, तो सामान्य यूरेनियम की तुलना में उच्च स्तर पर समृद्ध होना चाहिए क्योंकि आइसोटोप 236यू न्यूट्रॉन को अवशोषित करता है और विखंडन प्रक्रिया को रोकता है। इस कारण से, पुनप्रक्रिया यूरेनियम को उस से अलग रखा जाना चाहिए जो पहली बार समृद्ध है।
चेतावनी
- यूरेनियम केवल थोड़ा क्षैतिज है - किसी भी मामले में, जब इसे यूएफ गैस में बदल दिया जाता है6, यह एक विषैले रसायन बन जाता है जब पानी के संपर्क में संक्षारक हाइड्रोफॉलाइड एसिड में बदल जाता है। इस प्रकार के एसिड को आमतौर पर "एच्चिंग एसिड" कहा जाता है क्योंकि इसका इस्तेमाल ग्लास के लिए किया जाता है। यूरेनियम संवर्धन संयंत्रों को उसी सुरक्षा उपायों की जरूरत होती है जो रासायनिक संयंत्रों के रूप में काम करते हैं जो फ्लोराइड के साथ काम करते हैं, जैसे कि यूएफ गैस6 कम दबाव के स्तर पर ज्यादातर समय और उन क्षेत्रों में विशेष कंटेनर का उपयोग करना जहां इसे अधिक दबाव के अधीन होना चाहिए।
- आइसोटोप के बाद से, प्रसंस्करण यूरेनियम को अत्यधिक परिरक्षित कंटेनर में रखा जाना चाहिए 232यू तत्वों में क्षय कर सकता है जो कि गामा किरणों की एक बड़ी मात्रा का उत्सर्जन करता है
- समृद्ध यूरेनियम को केवल एक बार पुन: प्रसंस्करण किया जा सकता है।
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