Gascentrifug

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 21 april 2021; kontroller kräver 10 redigeringar .

Gascentrifug  - en anordning för separation (separation) av gaser med olika molekylvikter .

De mest kända är gascentrifuger för isotopseparering , främst den moderna metoden att anrika uran med isotopen 235 U för kärnkraft och kärnvapen . Före anrikningen omvandlas den naturliga blandningen av uranisotoper till gasfasen som uranhexafluorid .

En hög grad av separation uppnås genom att använda många individuella gascentrifuger sammansatta i en kaskad, vilket möjliggör konsekvent högre anrikning av uran-235 till betydligt lägre energikostnader jämfört med den diffusionskaskad-isotopseparation som användes tidigare. Gascentrifugteknik representerar idag det mest ekonomiska sättet att separera uranisotoper [1] , använder betydligt mindre energi än andra metoder och har många andra fördelar.

Historik

1919 föreslog Lindemann och Aston användningen av en centrifug för att separera isotoper. [2] [3] Den första praktiska separationen av isotoper genom centrifugering genomfördes 1936. [4] Emellertid har den tekniska komplexiteten i att optimera centrifugtekniken lett till att gasdiffusionsteknik föredrar. I Sovjetunionen , 1940, lämnade anställda vid UFTI F. Lange , V. A. Maslov och V. S. Spinel in en ansökan om "Metoden för att framställa en uranblandning berikad med uran med ett massatal av 235. Flerkammarcentrifug", för vilken ett upphovsrättscertifikat nr 6359с utfärdades. [5] [6] På grundval av dessa idéer byggde och testade Lange 1942-1943 en experimentell flerkammarcentrifug i Ufa. [7] [8] [9] [10]

I Sovjetunionen 1946-1952. centrifuger var engagerade i en grupp " troféer " tyska vetenskapsmän ledda av Dr. Max Steenbeck , förflyttad av NKVD 1945 till NII-5 i Sukhumi . [11] . Arbetsförhållandena i Sukhumi under dessa år och framgångarna med att skapa ett fungerande gascentrifugställ 1952 beskrivs i detalj i memoarerna från N.F. Lazarev, som under dessa år, som tekniker i Steenbeck-gruppen, arbetade nära med Dr Gernot Zippe [12] I januari 1951 rapporterades resultaten av arbetet med utvecklingen av en gascentrifug vid ett möte i Tekniska rådet, och i september 1952 överfördes en del av Steenbeck-gruppen från Sukhumi till Leningrad , till Design Bureau från Kirovfabriken . 1953 stängdes gruppen av från ytterligare deltagande i dessa arbeten, och 1956 återvände forskarna till Tyskland. Minnen av dessa verk kan också hittas hos professor P.E. Suetin (senare rektor vid Ural University (1976-1993)). 1952 var han doktorand hos E. M. Kamenev.

K. Steenbeck - utvecklade i viss mån den motsatta idén. Han bestämde sig för att bygga en mycket lång centrifug (ca 300 cm) eftersom dess separationsförmåga är proportionell mot dess längd. Centrifugerotorn var ett dussin och ett halvt stycke av ett tunnväggigt rör förenat med en flexibel bälg. Centrifugen hölls i vertikalt läge av en magnet i dess övre del, och rotorns botten vilade på en flexibel nål, roterande tillsammans med rotorn i ett fast lager, nedsänkt i olja och kopplat till en dämpare som dämpar svängningarna av rotorn. I naturen såg jag inte denna maskin, men 1952 bekantade jag mig i detalj med den vetenskapliga rapporten från dess författare, Steenbeck. Den största nackdelen med centrifugen var den svåra starten, eftersom den måste stödjas av ett system av rullar som återförde rotorn till rotationsaxeln när den passerade en serie kritiska varv. Och efter att ha nått driftshastigheten, förde slumpmässiga störningar den lätt ur stabil rotation. Steenbecks främsta lyckofynd var en flexibel nål. [13]

År 1952 hade laboratoriet för I. K. Kikoin vid Institute of Atomic Energy slutfört den vetenskapliga utvecklingen av gasdiffusionsmetoder för isotopseparation och var engagerad i gascentrifuger. [13] Den mest aktiva centrifugentusiasten var kandidat för fysik och matematik. Sciences Evgeny Mikhailovich Kamenev, som ledde det experimentella arbetet med den tekniska implementeringen av denna idé. Samma år omorienterades OKB vid Kirov-anläggningen, som tidigare varit engagerad i gasdiffusionsinstallationer, till skapandet av centrifuger (chefdesigner för OKB N. M. Sinev). Rotorns enorma rotationshastighet, som är 90 tusen varv per minut, gav upphov till ett nytt problem - metallens fluiditet. Detta problem löstes av en grupp specialister ledda av Joseph Fridlyander, som skapade en ny aluminiumlegering V96ts. [14] [15] [16]

1955-1957 tillverkades de första satserna av experimentella centrifuger vid Kirov-fabriken. Den 4 november 1957 togs den första pilotanläggningen för centrifugal isotopseparation i drift vid UEIP . 2013 togs den första anläggningen med 9:e generationens ryska centrifuger i drift vid samma anläggning. [17]

I Västeuropa patenterades gascentrifuganordningen 1957 av tidigare anställda hos Max Steenbeck, ingenjörerna Gernot Zippe och R. Scheffel. [18] [19] URENCO fick designrättigheterna .

Enheten för gascentrifugen

Det viktigaste inslaget i en gascentrifug är den så kallade rotorn  - en cylinder (rör) som roterar i ett speciellt evakuerat hölje med hög hastighet. Med en ökning av hastigheten passerar rotorn successivt frekvenser vid vilka resonanssvängningar uppstår på grund av det roterande systemets mekaniska egenskaper. En centrifug som arbetar med en rotorhastighet över den resonanta kallas superkritisk, under - subkritisk. Arbetsämnet är en gasformig förening av naturligt uran uranhexafluorid erhållen från naturlig uranoxid ( U 3 O 8 ) eller urantetrafluorid (UF 4 ). UF 6 matas in i centrifugen genom tillförselledningen och kommer in i rotorutrymmet nära rotoraxeln i dess centrala del. På grund av rotorns höga rotationshastighet (linjär hastighet på dess periferi är 600 m/s eller mer), koncentreras gasen nära dess vägg. En förtätad zon med en lättare fraktion bildas nära rotoraxeln. Effektiv separation av blandningskomponenterna sker endast i närvaro av axiell gascirkulation inuti rotorn. Sådan cirkulation säkerställs genom skapandet av en axiell temperaturgradient på grund av en extern värmekälla. Under cirkulationen etableras den största skillnaden i koncentrationerna av lätta och tunga isotoper i centrifugens änddelar - de nedre respektive övre delarna. Fraktionen (produkten) anrikad i den lätta isotopen avlägsnas med hjälp av en gasprovtagningsanordning till utloppsrörledningen. Tung fraktion - dumpning (eller svans) är vald.

De hemligaste elementen och anordningarna som bestämmer centrifugens funktion var och förblir: rotorns nedre stöd, magnetlager, motor etc., vilket är ett visst kunnande och är patenterat i olika patent. Det första sådana patentet tillhör personalen på Dr. Max Steenbeck , som först föreslog ett självstabiliserande rörligt nedre stöd, en magnetisk drivning och en molekylär vakuumpump . [18] [20] Parametrarna som påverkar en centrifugs separeringskraft är dess geometriska dimensioner (rotorlängd: cirka 1 meter för ryska subkritiska gascentrifuger, upp till 7-12 meter för URENCO och USA [21] ; diameter) , rotorhastighet, såväl som närvaron av gascirkulation i axiell riktning. Utvecklingen av de optimala dimensionerna för rotorn och andra delar av en separat gascentrifug förblir ett akut vetenskapligt och tekniskt problem för att öka effektiviteten. och minska kostnaderna för gascentrifugteknik med användning av gascentrifugkaskader.

Teori om gascentrifuger

De första försöken att bygga en matematisk modell av en gascentrifug gjordes i Storbritannien i början av 1940-talet. Frans Simon , Rudolf Peierls , Karl Fuchs och Nicholas Curti utvecklade en allmän teori om isotopseparation, och Paul Dirac härledde utifrån denna teori ett uttryck för separationsegenskapen.

var  är densiteten multiplicerad med självdiffusionskoefficienten (denna produkt förblir konstant för en given gas),  är längden på rotorn,  är massskillnaden mellan de två isotoper som ska separeras,  är gaskonstanten,  är temperaturen, och  är den tangentiella hastigheten för rotorns inre yta.

Dirac-förhållandet orienterar framkallaren korrekt för att öka den perifera hastigheten, minska temperaturen och förlänga rotorn, men det tar inte hänsyn till vissa processer som inträffar med gasen inuti rotorn, vilket resulterar i överskattade resultat. Till exempel är den faktiska separationskarakteristiken proportionell mot kvadraten på tangentiell hastighet.

För närvarande används följande semi-empiriska formel för att utvärdera separationskaraktäristiken, med antagande av T = 310 K och typiska egenskaper för gascirkulation i en centrifug:

där  är den dimensionslösa experimentella effektiviteten, δU uttrycks i kg⋅ SWU /år, och andra kvantiteter är i SI. Experimentell effektivitet för tidiga centrifuger ligger i intervallet 0,35-0,45; för centrifuger i kommersiell drift - 0,50-0,60; för de mest avancerade designerna av centrifuger 0,8-1,14.

Nuvarande tillstånd för gascentrifugteknik

För närvarande[ när? ] Det finns tre stora urananrikningsföretag i världen.

För närvarande[ när? ] Flera typer av centrifuger tillverkas eller utvecklas:

Gascentrifugteknik i Ryssland

Urananrikning i Ryssland utförs vid fyra stora anrikningskomplex: [24]

Produktionskapaciteten för det ryska anrikningskomplexet (2007) [24]

Företag Kapacitet, miljoner SWU % Generationer av centrifuger (2000) [25]
Ural elektrokemisk anläggning 9.8 49 5, 6, 7
Elektrokemisk anläggning i Zelenogorsk 5.8 29 5, 6, 7
Siberian Chemical Combine 2.8 fjorton 5, 6
Angarsk elektrolys kemisk anläggning 1.6 åtta 6
TOTAL: tjugo 100

Alla fyra anläggningarna använder högeffektiva centrifuger som ger en anrikningsservicekostnad på cirka 20 USD/ SWU jämfört med 70 USD/ SWU i USA [24] .

Det viktigaste sovjetiska och ryska anrikningskomplexet var länge en kort subkritisk centrifug, enkel och pålitlig, väl anpassad för massproduktion, men med en lägre produktivitet än en superkritisk centrifug [24] .

Fram till slutet av 1950-talet användes diffusionsteknik för att anrika uran. Övergången till industriell användning av centrifuger började i oktober 1955, då beslut fattades om att bygga en pilotanläggning i Novouralsk med 2435 centrifuger. Senare togs en industrianläggning utrustad med första generationens centrifuger i drift i Novouralsk. Den 22 augusti 1960 beslutades att bygga en stor produktionsanläggning i Novouralsk med 2:a och 3:e generationens centrifuger, som togs i drift 1962-1964 [24] .

På 1960-1970-talet. forskning och utveckling av centrifuger av andra, tredje och fjärde generationen, och bänktester av centrifuger av femte generationen genomfördes. Arbetet innefattade att optimera centrifugens geometri och öka rotationshastigheten. På 1970-talet moderniseringen av alla fyra anrikningsföretagen började, som ett resultat av vilket centrifugteknologi blev den viktigaste i det sovjetiska anrikningskomplexet. Åren 1971-1975. centrifuger av femte generationen dök upp, och runt 1984 - den sjätte [24] .

Det fullständiga förkastandet av gasdiffusionsteknik inträffade i Sovjetunionen i slutet av 1980-talet och början av 1990-talet. Vid det här laget har elförbrukningen med 1 SWU minskat med en storleksordning, och produktionskapaciteten har ökat med 2-3 gånger och nått 20 miljoner SWU [24] .

I slutet av 1990-talet bestod huvudflottan av centrifuger av maskiner av 5:e och 6:e generationen i ungefär lika antal. Femte generationens maskiner närmade sig livslängden (25 år), därför började Minatom 1997-1998 moderniseringen av UEIP och ECP, under vilken femte generationens maskiner ersattes av sjunde generationens maskiner, medan produktionskapaciteten för anrikningskomplexet ökade med 25 % [24] .

1998 började arbetet med den åttonde generationens centrifuger i Ryssland, vars produktivitet översteg produktiviteten hos den femte generationens maskiner med en tredjedel. Den åttonde generationens centrifuger var den sista subkritiska centrifugmodellen eftersom potentialen för design- och materialuppgraderingar var uttömda [24] .

Generationer av sovjetiska och ryska centrifuger [26]

Generation Början
av industriell
implementering [27]		 Typ [27] Utvecklare
[ 27]		 Huvuddatum Anteckningar
Prototyp 1952-55 - utveckling
1957 - försöksverksamhet		 Centrifuger Kamenev
ett 1961 LKZ OKB LKZ 1960 - produktionsstart
2 1962 VT-3F OKB LKZ 1966-70 - arbete för att förbättra tillförlitligheten
1972-74 - avvecklas		 Tiered arrangemang användes för första gången
3 1963 VT-3FA TsKBM 1966-70 - arbete för att förbättra tillförlitligheten
1972-74 - avvecklas
fyra 1965 VT-5 TsKBM 1966-70 - arbete för att förbättra tillförlitligheten
5 1970 VT-7 TsKBM 1966-70 - bänkprovning
1971-75 - massdrift		 1972 - massolyckor
Konstruktionslivslängd - 12,5 år, verklig - 25 år.
6 1984 VT-33D TsKBM Mitten av 1970-talet - design Utvecklad som ett resultat av en utredning av olyckorna med 5:e generationens centrifuger.
Kompositmaterial användes för första gången.
Designlivslängden är 15 år, den verkliga livslängden är 30 år.
Energiförbrukning - 60 kWh / SWU
7 1997 VT-25 UEIP 1978 - utvecklingsstart
1982 - pilotproduktion
1991 - provdrift		 2x prestanda för generation 5.
Strömförbrukning - 50kWh/SWU
åtta 2004 PGC-8 UEIP 1997 - utvecklingsstart Prestanda är 2 gånger högre än generation 6.
9 [28] 2012 PNGC-9 OKB NN 2003 - start av utveckling Den första ryska superkritiska centrifugen.
Prestanda är 2 gånger högre än generation 7.
9+ [27] 2017 GTs-9+ Centrotech

År 2000 stod generation 5, 6 och 7 centrifuger för 48, 49 respektive 3 % av den totala produktionen. [25]

Felfrekvensen för ryska centrifuger är för närvarande cirka 0,1 % per år. Prestanda för generation 9 centrifuger är 14 gånger högre än för generation 1, och kostnaden för EEP är 10 gånger lägre [29] .

Gascentrifugteknik i USA

Verk från 1930 -talet

År 1934 gjorde Jesse Beamsa från University of Virginia det första framgångsrika försöket att separera klorisotoper med hjälp av en gascentrifug. Den största svårigheten var den höga friktionen i lagren, som genererade en stor mängd värme, vilket minskade graden av separation, ökade kostnaderna och minskade enhetens livslängd [30] .

Manhattan Project

Utsikterna för användning av gascentrifuger för urananrikning övervägdes inom ramen för Manhattanprojektet. Beams deltog i projektet som designteamledare för University of Virginia. De första maskinerna byggdes av Westinghouse Research Laboratory , tester utfördes av Standard Oil Development (Bayway, New Jersey ). Maskinen var en superkritisk centrifug med en diameter av 18,5 cm och en längd av 3,45 m, fälgens rotationshastighet var 215 m/s. Senare byggde Westinghouse en superkritisk maskin med en diameter på 18,3 cm och en längd på 3,35 m, samt en underkritisk maskin med en diameter på 18,3 cm och en längd på 1,05 m. Den sista maskinen testades med start i augusti 1943 . I december 1943, den 99:e testdagen, inträffade en läcka som ledde till en olycka. Tre veckor senare avbröt anrikningsprojektledaren Harold Urey centrifugprogrammet till förmån för en enklare men mer energikrävande gasdiffusionsteknik [30] .

Tidiga efterkrigsår

Efter andra världskriget fortsatte experiment med centrifuger i olika länder, i USA uppnåddes viss framgång vid Franklin Institute i Philadelphia. I december 1951 motsatte sig dock isotopseparationskommittén vid Atomic Energy Commissions (AEC) forskningsavdelningen centrifugprojektet och trodde att de inte kunde konkurrera med gasdiffusionsanläggningar. Situationen förändrades något 1953, när grupperna Wilhelm Groth och Konrad Beyerle i Tyskland och gruppen Jakob Kiestemacher i Nederländerna tillkännagav skapandet av mer ekonomiska centrifuger. I september 1954 beslutade AEC att återuppta arbetet, men kommissionen räknade med att så småningom få tillgång till färdig tysk teknologi, så frågan begränsades till studier av nya material för superkritiska rotorer (Arthur R. Kultaus grupp från University of University of Virginia, augusti 1956) [30] .

1957–1985

Sommaren 1956 kom den österrikiske vetenskapsmannen Gernot Zippe, repatrierad från Sovjetunionen, som under lång tid arbetade som chef för en grupp för utveckling av den mekaniska delen av sovjetiska centrifuger, till US Navy Intelligence Directorate. . 1957 ordnade AEA att Zippe kom till USA under ett kontrakt med University of Virginia, där han gjorde en kopia av en sovjetisk maskin som gick utan lager och oljesmörjning, vilket var huvudproblemet i det amerikanska programmet [30 ] .

I april 1960 godkände AEA Research Division ett program för att bygga en anrikningsanläggning vid Oak Ridge under ledning av Union Carbide Corporations kärnkraftsavdelning. Arbetet började den 1 november 1960 och omfattade konstruktionen av en sovjetiskt designad kaskad, utvecklingen av centrifugteorin och studien av nya material. De första maskinerna hade aluminiumrotorer med en diameter på 7,6 cm, sedan användes mer hållbara material - aluminium pressat in i glasfiber och kompositer. Rotorns diameter ökade också - 15, 25, 35, 48, 51 och 60 cm. Produktiviteten för de första maskinerna 1961 var 0,39 SWU / år, 1963 var det möjligt att höja den till 2, och 1967 - upp till 30 SWU/år [30] .

I slutet av 1960-talet började övergången till provdrift av maskiner. Från 1972 till 1977 fortsatte testningen av den första generationens centrifuger (Set I) i Oak Ridge och Torrance, Kalifornien. 1974 började tester på den andra generationens centrifuger (uppsättning II), och 1977 - den tredje (uppsättning III). Vid den här tiden producerade anläggningen vid Oak Ridge 50 000 SWU/år [30] .

I slutet av 1970-talet, på grund av den förväntade ökningen av efterfrågan på kärnenergi, beslutades det att bygga en anläggning i kommersiell skala med en kapacitet på 8,8 miljoner SWU/år i Portsmouth, Ohio. Bascentrifugen var en Set III med en rotordiameter på 61 cm och en längd på mer än 12 m. Separationskapaciteten var upp till 200 SWU/år per maskin. Prognosen om en ökning av energiefterfrågan slog dock inte in, så den 5 juni 1985 inskränktes byggandet. Totalt installerades 3 000 centrifuger istället för de planerade 44 000 , och byggkostnaderna uppgick till 2,6 miljarder dollar [30] .

1985 inskränkte USA utvecklingen av gascentrifuger, utan att föra frågan till kommersiell drift. Sedan dess har lovande anrikningsteknologier företräde, främst laserteknik [31] .

1995–2016

1993 etablerades det statliga bolaget USEC (US Enrichment Company, American Enrichment Company, AOK) i USA. Hon fick både amerikanska gasdiffusionsanläggningar - i Piketon (Ohio) och Paducah (Kentucky). 1994 blev AOK den enda motparten från USA:s sida under HEU-LEU-avtalet (försäljningen i USA av krafturan som Ryssland erhållit från dess vapenuran).

1995 insåg det amerikanska energidepartementet den ytterligare meningslösheten med gasdiffusionsteknik och gjorde ett försök att återuppliva centrifuganläggningen i Piketon, som hade varit vilande i många år. Man antog att förädlingen av centrifugerna skulle ta 4-5 år och 400 miljoner dollar i anslag. Arbetet med uppstarten av anläggningen tilldelades AOK.

1996 privatiserades AOK, vilket var det första fallet av privatisering av ett företag för anrikning av uran i världen. I juli 1998 handlades 100 miljoner AOK-aktier på New York Stock Exchange för 1,9 miljarder dollar.

Arbetet på Piketon började 2002 och 2009 har AOC förbundit sig att driva en centrifuganläggning med en separationskapacitet på 3,5 miljoner SWU/år. Under arbetets gång ökade byggkostnaden hela tiden, och tidsfristerna för idrifttagning av anläggningen flyttades. I juni 2008 nådde uppskattningen $3,8 miljarder (jämfört med $2,3 miljarder 2002), och tidsfristen har förlängts till slutet av 2012. I september 2009 uppgav energiministeriets kommission att 40 centrifuger installerades vid anläggningen, men det har ännu inte varit möjligt att montera en kaskad av dem. I maj 2010 hade 24 centrifuger satts samman i en kaskad, då uppskattningen hade ökat till 4,7 miljarder dollar.

Den 11 juni 2011 försökte KLA provköra en kaskad av 50 centrifuger. Som ett resultat inträffade en olycka - på grund av en kortslutning på fyra centrifuger stängdes de övre magnetiska lagren av rotorerna av, som ett resultat kom rotorerna i kontakt med den bärande strukturen och kollapsade helt. Dessutom stängdes vattenkylningen av lagren i de återstående centrifugerna av, lagren började överhettas, rotorerna började sakta ner, två av dem passerade genom resonansområdet, upplevde starka slag och kollapsade också. Trycksänkningen ledde inte till att strålning frigjordes, eftersom det inte fanns någon uranfluorid inuti rotorerna. Under fem timmar kunde personalen inte etablera kontroll över situationen.

Efter denna olycka, den 19 november 2011, vägrade energiministeriet att förnya AOK-licensen för att arbeta med en experimentell kaskad. Dessutom nekades företaget statliga garantier för ett lån på 2 miljarder dollar. Hotat av att landet förlorade sin självständighet i urananrikning, försökte det amerikanska försvarsdepartementet sätta press på energidepartementet, som ett resultat av detta gav det först AOC en statlig garanti för ett lån på 150 miljoner dollar, som blockerades den 29 november 2011 av kongressens budgetutskott och sedan tilldelade ett anslag på 44 miljoner dollar.

Den 18 juni 2012 undertecknade AOC ett avtal med Department of Energy enligt vilket kontrollen av American Centrifuge-teknologi tillfälligt överfördes till ett dotterbolag, AC Demonstration, vars styrelse bestod av DOE-anställda. AOC fick finansiering till ett belopp av 280 miljoner USD och lovade att montera en demonstrationskaskad av 120 AC-100 centrifuger i februari 2013 och genomföra tester inom 10 månader. I fallet med framgångsrika tester återgick ägandet av centrifuger och immateriella rättigheter till AOC, företaget fick garantier och ett lån på 2 miljarder dollar. För att optimera kostnaderna stängde AOC under 2013 ett antal produktionsanläggningar, inklusive den sista amerikanska gasdiffusionsanrikningsanläggningen i Paducah. Bolagets svårigheter åtföljdes av kursfall på aktien och i april 2013 drogs bolaget ur börshandeln.

Den 16 december 2013, när det stod klart att det inte skulle vara möjligt att lansera kaskaden i tid, försatte AOK sig i konkurs. Den 1 september 2014 avslutades konkursförfarandet, bolaget fick ett nytt namn "Centrus". Den 26 december 2014 gav företag övervakade av Oak Ridge National Laboratory (ONL) ytterligare en möjlighet att lansera demonstrationskaskaden med $97,2 miljoner i finansiering fram till den 30 september 2015. Den 1 oktober 2015 uppgav ONL att kaskaden inte var klar för drift. Den 23 februari 2016 började Centrum säga upp anställda och förbereda platsen för sanering.

Sedan 2013, efter stängningen av gasdiffusionsanläggningen i Paducah, har USA inte haft sina egna anläggningar för anrikning av uran. Den enda anrikningsanläggningen i USA ägs av URENCO USA, en division av det europeiska företaget URENCO, och producerar endast bränsle för kärnkraftverk. Det finns inga anläggningar för produktion av uran för vapen i USA.

Gascentrifugteknik i andra länder

Pakistan

Tekniken smugglades in i Pakistan av Abdul Qadeer Khan , en pakistansk-född före detta URENCO- anställd [32] .

Indien

Detaljerna om Indiens urananrikningsaktiviteter är en noga bevarad hemlighet, till och med mer än andra kärntekniska aktiviteter. Indien har två anläggningar för anrikning av uran med centrifug. Intresset för urananrikning visades i början av 1970-talet. Men det var inte förrän 1986 som ordföranden för den indiska atomenergikommissionen, Raja Ramanna, meddelade att urananrikning hade genomförts framgångsrikt [33] .

Kina

Sedan 2009 har Techsnabexport påbörjat leveranser av sjunde-åttonde generationens centrifuger till det kinesiska Atomic Energy Industry Company. [34]

Iran

Enligt inofficiella data [35] började Fordu-urananrikningsanläggningen att fungera i Iran, vars anläggningar finns i underjordiska bunkrar i tjockleken av en bergskedja nära staden Qom ( 156 km söder om Teheran ). Samtidigt sade chefen för den islamiska republikens kärnkraftsorgan, Fereydun Abbasi-Davani, att driftsättningen av anläggningen väntas snart. Arbetet med att flytta centrifuger för urananrikning från Netenz till den underjordiska bunkern "Ford" började i augusti 2011.

Produktion av anrikat uran i världen

Isotopseparationsarbete beräknas i särskilda separationsarbetsenheter ( SWU ) . 

Uranisotopseparationsanläggningens kapacitet i tusentals SWU per år enligt WNA Market Report .

Land Företag, anläggning 2012 2013 2015 2018 2020
Ryssland Rosatom 25 000 26 000 26578 28215 28663
Tyskland, Holland, England URENCO 12800 14200 14400 18600 14900
Frankrike Orano 2500 5500 7000 7500 7500
Kina CNNC 1500 2200 4220 6750 10700+
USA URENCO 2000 3500 4700 ? 4700
Pakistan, Brasilien, Iran, Indien, Argentina 100 75 100 ? 170
Japan JNFL 150 75 75 ? 75
USA USEC : Paducah & Piketon 5 000 0 0 0 0
Total 49 000 51550 57073 61111 66700


Diffusionsteknik är dyrare och användningen minskar. WNA uppskattar att fler och fler gascentrifuger används runt om i världen: [36]

Teknologi 2000 2010 2015 2020 (prognos)
Diffusion femtio % 25 % 0 % 0 %
Centrifuger 40 % 65 % 100 % 93 %
laser 0 0 0 3 %
Utspädning av vapenklassat uran
till reaktoruran (t.ex. HEU-LEU )		 tio % tio % 0 fyra %

Jämförelse med gasdiffusionsteknik

Produktionen av 1 SWU vid amerikanska gasdiffusionsanläggningar förbrukade 2 730 kWh el och cirka 50 kWh vid ryska centrifuger. Kostnaden för anrikning är till stor del relaterad till den elektriska energi som används. Gasdiffusionsprocessen förbrukar cirka 2500 kWh (9000 MJ) per SWU, medan moderna gascentrifuganläggningar kräver cirka 50 kWh (180 MJ) per SWU [37] .

Anteckningar

  1. ↑ MARKNADSMÖJLIGHETER FÖR URANANRIKNING Arkiverad 10 januari 2014 på Wayback Machine .
  2. ↑ Urananrikning | Huvudsaklig | Aktiviteter | "PO EHZ" (otillgänglig länk) . Hämtad 12 februari 2013. Arkiverad från originalet 12 april 2013. 
  3. ↑ F.A. Lindemann och F.W. Aston, Möjligheten att separera isotoper, Philos. Mag., 1919, 37, sid. 523.
  4. ↑ JW Beams och FB Haynes, The Separation of Isotopes by Centrifuging, Phys. Rev., 1936, 50, s. 491-492.
  5. ↑ Kunskap är makt: "ZS" - online
  6. ↑ Uppfinnare och innovatör: Arkiv med nummer: Nr 703 07-2008 S. KONSTANTINOVA: URANBOMB AV SPINEL OCH MASLOVA . Tillträdesdatum: 12 februari 2013. Arkiverad från originalet 22 juli 2012.
  7. ↑ "Ufa-spår av den sovjetiska atombomben" Arkiverad 15 maj 2013 på Wayback Machine
  8. ↑ "Sovjetunionens atomprojekt. Till 60-årsdagen av skapandet av Rysslands kärnvapensköld. Utställningar. Arkiv av Ryssland Arkiverad 24 februari 2013 på Wayback Machine
  9. ↑ Arkiverad kopia . Hämtad 12 februari 2013. Arkiverad från originalet 30 december 2013.
  10. ↑ EB SPbSPU - Desheva, A.S. Ultracentrifugens historia [Elektronisk resurs] / A.S. Billig. — Elektron. text . Hämtad 19 april 2013. Arkiverad från originalet 20 april 2013.
  11. ↑ CIA-rapport släppt 2010 (eng) . Hämtad 2 maj 2020. Arkiverad från originalet 4 augusti 2020.
  12. ↑ Gorobec1 . Hämtad 21 april 2013. Arkiverad från originalet 3 november 2016.
  13. ↑ 1 2 Proceedings of the Ural State University No. 12 (1999) Problem med utbildning, vetenskap och kultur. Nummer 7 (inte tillgänglig länk) . Hämtad 7 september 2019. Arkiverad från originalet 19 september 2008. 
  14. ↑ ZAO Centrotech-SPb
  15. ↑ Google Drive Document Viewer . Hämtad 18 juni 2022. Arkiverad från originalet 2 juni 2016.
  16. ↑ Kärnkraftsindustrins levande historia | Maskinteknik | Sergeev  (otillgänglig länk)
  17. ↑ JSC UEIP lanserade ett block av gascentrifuger av den nionde generationen . Hämtad 2 maj 2020. Arkiverad från originalet 3 augusti 2019.
  18. ↑ 1 2 Patent US3289925 - ZIPPE ETAL CENTRIFUGALSEPARATORER - Google Patent . Hämtad 16 februari 2013. Arkiverad från originalet 18 juni 2016.
  19. ↑ POV - Intervju från 2003 av Dr. G. Zippe till professor vid University of Virginia "Om historien om skapandet av en gascentrifug" http://isis-online.org/conferences/detail/gas-centrifuge-development-a-conversation-with-gernot- zippe/23 Arkivexemplar daterad 1 juli 2017 på Wayback Machine
  20. ↑ G. ZIPPE, R. SCHEFFEL, M. STEENBECK, DT 1071593 (1957)
  21. ↑ Gennady Solovyov: "Amerikanerna behöver vår centrifug" , Strana Rosatom (11 juni 2011). Arkiverad från originalet den 4 september 2014. Hämtad 4 september 2014.  "URENCO ... Den senaste modifieringen av deras centrifuger har en höjd på cirka 7 m, vår är en meter, och amerikanerna gör nu till och med 12 m var."
  22. ↑ Historia om amerikanska centrifuger Arkiverad 13 april 2014 på Wayback Machine
  23. ↑ American Centrifuge Program Arkiverad 26 maj 2014 på Wayback Machine
  24. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Oleg Bucharin. Förstå Rysslands urananrikningskomplex Arkiverad 9 november 2020 på Wayback Machine . Science and Global Security, 12:193-218, 2004, ISSN: 0892-9882 print, DOI: 10.1080/08929880490521546. Ryska översättning: del 1 Arkiverad 30 augusti 2018 på Wayback Machine , del 2 Arkiverad 29 augusti 2019 på Wayback Machine .
  25. ↑ 1 2 Safutin V. D., Verbin Yu. V., Tolstoy V. V. Tillstånd och utsikter för separationsproduktion. Atomic Energy, volym 89, nr 4 (1 oktober 2000), sid. 338-343.
  26. ↑ Oleg Bucharin. Rysslands gasformiga centrifugteknik och urananrikning Arkiverad 2 augusti 2019 på Wayback Machine . Princeton University, 2004.
  27. ↑ 1 2 3 4 Valentinov R. Anrikningsteknologi Arkivexemplar av 6 december 2019 på Wayback Machine . Element of the Future, nr 12 (200), juli 2017, sid. 3.
  28. ↑ ChMZ ROSATOM .
  29. ↑ Gennady Solovyov: "Amerikanerna behöver vår centrifug" Arkivexemplar av 2 augusti 2019 på Wayback Machine . Kärnenergi. Intervju 11 juni 2011.
  30. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 R. Scott Kemp. Gas Centrifuge Theory and Development: En recension av amerikanska program arkiverad 13 augusti 2017 på Wayback Machine . Science and Global Security, 2009, volym 17, s. 1-19. Rysk översättning: Theory and Design of Gas Centrifuges: An Overview of American Programs Arkiverad 8 augusti 2017 på Wayback Machine .
  31. ↑ Kronologi för utvecklingen av gascentrifugteknologi i Ryssland och utomlands Arkivexemplar av 6 december 2019 på Wayback Machine . Element of the Future, nr 12 (200), juli 2017, sid. 4-5.
  32. ↑ Kärnteknik i Pakistan . Hämtad 10 januari 2014. Arkiverad från originalet 10 januari 2014.
  33. ↑ INDIEN URANANRIKNINGSKAPACITET Uppskattning Arkiverad 10 januari 2014 på Wayback Machine (MV Ramana, An Estimate of India's Uranium Enrichment Capacity // Science and Global Security, 2004, Volym 12, s. 115-124)
  34. ↑ ChinaPRO - Business magazine om Kina: Kina nyheter, kinesisk ekonomi, affärer med Kina, utställningar i Kina, frakt från Kina, varor från Kina, leveranser från Kina, produktion i K ... . Hämtad 22 februari 2013. Arkiverad från originalet 30 juni 2013.
  35. ↑ Iran kommer att lansera kärnvapenarbete i bunker inom en snar framtid | Reuters 01/8/2012 (inte tillgänglig länk) . Hämtad 8 januari 2012. Arkiverad från originalet 9 januari 2012. 
  36. ↑ Urananrikning Arkiverad 28 juni 2013. (uppdaterad oktober 2018) // World Nuclear Association; enligt WNA Market Report
  37. ↑ World Nuclear Association. Urananrikning  . _ www.worldnuclear.org . Hämtad 6 december 2020. Arkiverad från originalet 3 december 2020.

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk