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  [组图]铀的分离           ★★★ 【字体:
铀的分离
作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:719    更新时间:2015-12-19    

  在过去,技术不是很先进的时候,主要采取气体扩散法。其原理是先把天然铀制成六氟化铀。

  

图17 六氟化铀分子结构。

六氟化铀分子结构

  六氟化铀中的“铀”,既可能是铀238,也可能是铀235,但我们现在已经清楚,99%的可能是铀238。制成六氟化铀后,接着把六氟化铀加热使它变成气体,然后在这些气体中把铀235分离出来,怎么做呢?是这样的,如果一个六氟化铀气体分子中的“铀”是铀235的话,那么这个气体分子要轻一些——轻3个中子,所以气体运动的时候,它会走得更快一些,就好像是面粉和铁粉混合在一起,你吹一下,面粉肯定走在前面;还有,如果你同时在屋子里分别滴一滴醋和香水,因为香水分子要轻,所以其扩散得快,因此我们将最先闻到香水味。

  当然,这只是类比而已,实际上,分离铀235的难度要大得多,因为它只轻了3个中子而已。正如此,使用气体扩散法分离铀235效率很低,耗能巨大,厂房也很壮观。

  

图18 美国早年在橡树岭的气体扩散工厂。

美国早年在橡树岭的气体扩散工厂

  除了气体扩散法,还有离心机分离法,它的原理跟气体扩散法一样,依然还是根据铀238比铀235重那么一点儿来进行的。

  

图19 离心机分离法

离心机分离法

  离心机分离法示意图,深蓝色的颗粒代表含有铀-238的六氟化铀,浅蓝色的代表铀-235。

  把六氟化铀放入离心机中,在每分钟高达4万至6万转中,铀235因为较铀238轻,含有铀235的六氟化铀处在离心机的转轴附近,而离转轴稍微远一些的则是含有铀238的六氟化铀。离心机分离法需要的电力只有气体扩散法的十分之一左右,效率也要高得多。

  

图20布满离心机的浓缩铀工厂(美国能源部)

布满离心机的浓缩铀工厂(美国能源部)

图21运送中的气体离心机(美国能源部)

运送中的气体离心机(美国能源部)

  嗨,这真是,就算是提炼黄金,自古以来,人类也从没有这么大费周折过呀。

  可是有什么办法呢,人类可以不佩戴金戒指、金项链,但一秒钟也离不开电!


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