Обогащение урана простыми словами: что это такое, как происходит и чем опасно
Чем природный уран отличается от обогащенного?
На самом деле изначально уран – это слаборадиоактивный элемент, металл серебристого цвета. Как и все в этом мире он состоит из мельчайших частиц (в его случае – изотопов). Самыми распространёнными изотопами урана являются уран-238 и уран-235. Первого в уране очень много (более 99%), второго же крайне мало (менее 1%). Обогащенным ураном называется тот, в котором изменено соотношение этих двух изотопов, то есть больше становится именно урана-235.
Зачем обогащать уран?
Обогащенный уран становится более радиоактивным. Такой можно использовать в атомном реакторе и обеспечивать страну, которая обогащает уран, энергией. Для этого количество урана-235 следует увеличить в несколько раз. Для типичных реакторов достаточно обогащение до 2-5%. Можно увеличить и до 20%, такое соотношение нужно в исследовательских и экспериментальных целях. Но 20% – это предел.
Почему все переживают, когда уран начинают обогащать?
Дело в том, что обогащенный уран можно использовать в мирных целях, а можно и для изготовления атомных бомб. Обогащенный более чем на 20% уран называют оружейным (хотя высокообогащенный уран тоже можно использовать в ядерных реакторах – например, в космических кораблях или во флоте).
Вот почему все переживают, когда Иран объявляет об очередной стадии обогащения своего урана. С одной стороны, у государства есть и корабли, и своя космическая программа, но никто не может с абсолютной уверенностью сказать, для чего, действительно, Ирану нужен обогащенный уран.
Как обогащают уран?
Сначала газ
И раньше, когда для обогащения урана не использовали центрифуги, и сегодня, прежде, чем работать с металлом, его превращают в газ. Существует несколько способов: можно соединить уран с фтором, можно растворить в азотной кислоте. В нашей стране использовали первый вариант, получая так называемый гексафторид.
До появления центрифуг и после
До изобретения центрифуг гексафторид пропускали через тончайшие пористые пластины, сделанные из металла. Микроскопические поры задерживали уран-238 и пропускали уран-235. Технология была сложная и занимала слишком много времени.
Позже в СССР появились первые центрифуги для работы с газом. В них за счет крайне высоких скоростей более тяжелый изотоп (уран-238) задерживается у стенок центрифуги, в то время как более легкий уран-235 скапливается в центре.
Еще один уран...
Кроме обогащенного, существует еще и обедненный уран, то есть тот, в котором преобладает изотоп уран-238. Такой используют для изготовления бронебойных боеприпасов.
Его главное преимущество – цена. Обедненный уран очень дешевый, к тому же это продукт остатка при обогащении урана. Также обедненный уран обладает рядом специфических свойств, в том числе так называемой пирофорностью, то есть способностью к самовоспламенению при контакте с воздухом.
Читайте также: