विषय

• कदम
• विधि 1 का 7: मूल लाभ प्रक्रिया
• विधि 2 का 7: गैस प्रसार प्रक्रिया
• विधि 3 का 7: गैस जोड़ प्रक्रिया
• विधि 4 का 7: वायुगतिकीय पृथक्करण प्रक्रिया
• विधि ५ का ७: तरल तापीय प्रसार प्रक्रिया
• विधि ६ का ७: विद्युतचुंबकीय समस्थानिक पृथक्करण प्रक्रिया
• विधि 7 का 7: लेजर आइसोटोप पृथक्करण प्रक्रिया
• टिप्स
• चेतावनी

यूरेनियम का उपयोग परमाणु रिएक्टरों के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है और 1945 में हिरोशिमा पर गिराया गया पहला परमाणु बम बनाने के लिए भी इसका इस्तेमाल किया गया था। यूरेनियम का खनन यूरेनियम राल अयस्क से किया जाता है जिसमें विभिन्न परमाणु द्रव्यमान और रेडियोधर्मिता के विभिन्न स्तरों के कई समस्थानिक होते हैं। क्षय प्रतिक्रिया में उपयोग के लिए, यू आइसोटोप की मात्रा को एक निश्चित स्तर तक बढ़ाया जाना चाहिए। इस प्रक्रिया को यूरेनियम संवर्धन कहते हैं। इसे करने बहुत सारे तरीके हैं।

कदम

विधि 1 का 7: मूल लाभ प्रक्रिया

1. 1 तय करें कि आप यूरेनियम का उपयोग किस लिए करने जा रहे हैं। आमतौर पर, यूरेनियम अयस्क में केवल 0.7% U होता है, और बाकी में एक अपेक्षाकृत स्थिर आइसोटोप U होता है। जिस प्रकार की प्रतिक्रिया में आप यूरेनियम का उपयोग करने का इरादा रखते हैं, वह U के स्तर को निर्धारित करता है जिससे आपको अयस्क को समृद्ध करने की आवश्यकता होती है। यथासंभव कुशलतापूर्वक उपलब्ध यूरेनियम। ...
   • परमाणु ऊर्जा में प्रयुक्त यूरेनियम को 3-5% यू के स्तर तक समृद्ध किया जाना चाहिए। (कुछ परमाणु रिएक्टरों में बिना समृद्ध यूरेनियम के उपयोग की आवश्यकता होती है)।
   • परमाणु हथियार बनाने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले यूरेनियम को 90% यू तक समृद्ध किया जाना चाहिए।
2. 2 यूरेनियम अयस्क को गैस में बदलें। अधिकांश यूरेनियम संवर्धन विधियों में अयस्क को कम तापमान वाली गैस में बदलने की आवश्यकता होती है। फ्लोरीन गैस को अयस्क रूपांतरण इकाई में पंप किया जाता है। यूरेनियम ऑक्साइड यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड (यूएफ .) का उत्पादन करने के लिए फ्लोरीन के साथ बातचीत करता है₆) उसके बाद, आइसोटोप यू को गैस से अलग किया जाता है।
3. 3 यूरेनियम संवर्धन। इस पाठ के बाकी हिस्सों में यूरेनियम को समृद्ध करने के विभिन्न तरीकों का वर्णन किया गया है। सबसे आम गैस प्रसार और गैस अपकेंद्रित्र हैं, लेकिन लेजर आइसोटोप पृथक्करण जल्द ही उन्हें बदल देना चाहिए।
4. 4 यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड को यूरेनियम डाइऑक्साइड (UO .) में बदलें₂). संवर्धन के बाद, यूरेनियम को आगे उपयोग के लिए एक स्थिर, मजबूत रूप में परिवर्तित किया जाना चाहिए।
   • यूरेनियम डाइऑक्साइड का उपयोग परमाणु रिएक्टरों के लिए ईंधन के रूप में धातु ट्यूबों में रखे दानों के रूप में किया जाता है जो 4-मीटर की छड़ें बनाते हैं।

विधि 2 का 7: गैस प्रसार प्रक्रिया

1. 1 यूएफ पम्पिंग₆ पाइपों के माध्यम से।
2. 2 एक झरझरा फिल्टर या झिल्ली के माध्यम से गैस पास करें। चूँकि समस्थानिक U, U से हल्का है, UF₆एक हल्का समस्थानिक युक्त एक भारी समस्थानिक की तुलना में झिल्ली से तेजी से गुजरेगा।
3. 3 प्रसार प्रक्रिया को तब तक दोहराएं जब तक आप पर्याप्त यू एकत्र नहीं कर लेते। दोहराए जाने वाले प्रसार को कैस्केड कहा जाता है। पर्याप्त यू एकत्र होने से पहले झिल्ली के माध्यम से 1400 तक का समय लग सकता है।
4. 4 संघनित यूएफ₆ तरल में। गैस के समृद्ध होने के बाद, इसे एक तरल में संघनित किया जाता है और कंटेनरों में रखा जाता है, जहां इसे ठंडा किया जाता है और परिवहन और कणिकाओं में परिवर्तन के लिए जम जाता है।
   • बड़ी संख्या में गैस फिल्टर से गुजरने के कारण, यह प्रक्रिया ऊर्जा की खपत करती है और इसलिए उपयोग से बाहर हो जाती है।

विधि 3 का 7: गैस जोड़ प्रक्रिया

1. 1 तेज गति से घूमते हुए कई सिलेंडर लीजिए। ये सिलेंडर सेंट्रीफ्यूज हैं। सेंट्रीफ्यूज को समानांतर और श्रृंखला दोनों में इकट्ठा किया जाता है।
2. 2 यूएफ अपलोड करें₆ सेंट्रीफ्यूज में। सेंट्रीफ्यूज भारी गैस को सिलेंडर की दीवारों पर रखने के लिए, और लाइटर को यू के साथ केंद्र में रहने के लिए मजबूर करने के लिए केन्द्रापसारक बल का उपयोग करते हैं।
3. 3 अलग अलग गैसें।
4. 4 इन गैसों के साथ विभिन्न सेंट्रीफ्यूज में प्रक्रिया को दोहराएं। एक उच्च यू सामग्री वाली गैस को और भी अधिक यू को पुनर्प्राप्त करने के लिए एक अपकेंद्रित्र के माध्यम से पारित किया जाता है, और शेष यू को पुनर्प्राप्त करने के लिए कम यू सामग्री वाली गैस को निचोड़ा जाता है।इस प्रकार, गैस प्रसार की तुलना में अधिक U प्राप्त होता है।
   • 1940 के दशक में गैस सेंट्रीफ्यूज का उपयोग करने की प्रक्रिया का आविष्कार किया गया था, लेकिन 1960 के दशक तक इसका अधिक उपयोग नहीं किया गया था, जब कम ऊर्जा की खपत मायने रखती थी। वर्तमान में, इस प्रक्रिया का उपयोग करने वाली सुविधा यूनाइस, यूएसए में स्थित है। रूस में, जापान और चीन में 4 ऐसे उद्यम हैं - 2 प्रत्येक, ग्रेट ब्रिटेन, नीदरलैंड और जर्मनी में - एक-एक।

विधि 4 का 7: वायुगतिकीय पृथक्करण प्रक्रिया

1. 1 कई स्थिर संकीर्ण सिलेंडरों का निर्माण करें।
2. 2 यूएफ . दर्ज करें₆ सिलेंडर में तेज गति से। इस तरह से पेश की गई गैस सिलेंडर में चक्रवात की तरह घूमेगी, जिसके परिणामस्वरूप यह यू और यू में विभाजित हो जाती है, जैसे कि एक घूर्णन अपकेंद्रित्र में।
   • दक्षिण अफ्रीका में, वे एक सिलेंडर में स्पर्शरेखा के रूप में गैस इंजेक्ट करने के साथ आए। फिलहाल इसका परीक्षण सिलिकॉन की तरह हल्के आइसोटोप पर किया जा रहा है।

विधि ५ का ७: तरल तापीय प्रसार प्रक्रिया

1. 1 दबाव में यूएफ गैस चालू करें₆ तरल में।
2. 2 दो संकेंद्रित पाइपों का निर्माण करें। पाइप काफी ऊंचे होने चाहिए। पाइप जितना लंबा होगा, उतनी ही अधिक गैस अलग की जा सकती है।
3. 3 तरल पानी की एक म्यान के साथ पाइपों को घेरें। यह बाहरी ट्यूब को ठंडा कर देगा।
4. 4 पाइपों के बीच तरल यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड इंजेक्ट करें।
5. 5 भीतरी ट्यूब को भाप से गर्म करें। UF . में गर्मी एक संवहन प्रवाह बनाएगी₆, जिसके कारण प्रकाश U समस्थानिक गर्म भीतरी ट्यूब में चले जाएंगे, और भारी U ठंडे बाहरी ट्यूब में चले जाएंगे।
   • इस प्रक्रिया का आविष्कार 1940 में मैनहट्टन परियोजना के हिस्से के रूप में किया गया था, लेकिन एक अधिक कुशल गैस प्रसार प्रक्रिया के विकास के बाद इसे जल्दी ही छोड़ दिया गया था।

विधि ६ का ७: विद्युतचुंबकीय समस्थानिक पृथक्करण प्रक्रिया

1. 1 आयोनाइज गैस UF₆.
2. 2 एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से गैस पास करें।
3. 3 आयनित यूरेनियम समस्थानिकों को चुंबकीय क्षेत्र से गुजरते समय उनके द्वारा छोड़े गए निशानों से अलग करें। यू आयन ऐसे निशान छोड़ते हैं जो यू से अलग मोड़ते हैं। इन आयनों को समृद्ध यूरेनियम बनाने के लिए अलग किया जा सकता है।
   • 1945 में हिरोशिमा पर गिराए गए परमाणु बम के लिए यूरेनियम का उत्पादन करने के लिए इस पद्धति का उपयोग किया गया था और 1992 में इराक द्वारा अपने परमाणु हथियार कार्यक्रम के लिए इसका इस्तेमाल किया गया था। इस विधि में गैस प्रसार विधि की तुलना में 10 गुना अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जो इसे बड़े पैमाने के कार्यक्रमों के लिए अव्यावहारिक बनाती है।

विधि 7 का 7: लेजर आइसोटोप पृथक्करण प्रक्रिया

1. 1 एक विशिष्ट आवृत्ति के लिए लेजर को ट्यून करें। लेजर प्रकाश में एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य (एकल रंग) होना चाहिए। किसी दिए गए तरंग दैर्ध्य पर, लेजर केवल यू परमाणुओं को लक्षित करेगा, यू परमाणुओं को बरकरार रखेगा।
2. 2 यूरेनियम पर लेजर निशाना लगाओ। अन्य यूरेनियम संवर्धन विधियों के विपरीत, इस प्रक्रिया में यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड गैस के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है। आप यूरेनियम और लोहे के मिश्र धातु का उपयोग कर सकते हैं, जो आमतौर पर उद्योग में किया जाता है।
3. 3 उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों के साथ यूरेनियम परमाणु मुक्त करेंगे। ये यू परमाणु होंगे।

टिप्स

• कुछ देशों में, यूरेनियम और प्लूटोनियम को क्षय प्रक्रिया से अलग करने के लिए परमाणु कचरे का पुन: उपयोग किया जाता है। पुन: प्रयोज्य यूरेनियम को क्षय प्रक्रिया में प्राप्त यू और यू से निकालना होगा, और अब यूरेनियम को शुरू में उच्च स्तर तक समृद्ध किया जाना चाहिए, क्योंकि यू न्यूट्रॉन को अवशोषित करता है और इस प्रकार क्षय प्रक्रिया को धीमा कर देता है। इस वजह से पहली बार इस्तेमाल किए गए यूरेनियम को रिसाइकिल किए गए यूरेनियम से अलग रखा जाना चाहिए।

चेतावनी

• वास्तव में, यूरेनियम कमजोर रूप से रेडियोधर्मी है। हालाँकि, इसे UF . में बदलते समय₆ यह एक जहरीले रसायन में बदल जाता है जो पानी के संपर्क में आने पर हाइड्रोफ्लोरिक एसिड बनाता है। इसलिए, यूरेनियम संवर्द्धन संयंत्रों को उसी स्तर की सुरक्षा और सुरक्षा की आवश्यकता होती है, जो फ्लोरीन के साथ काम करने वाले रासायनिक संयंत्रों में होती है, जिसमें यूएफ गैस का भंडारण शामिल है।₆ कम दबाव में और उच्च दबाव में काम करते समय अतिरिक्त सीलिंग का उपयोग।
• रिसाइकिल करने योग्य यूरेनियम को गंभीरता से संरक्षित किया जाना चाहिए क्योंकि यू आइसोटोप में मजबूत गामा विकिरण उत्सर्जित करने वाले तत्वों में क्षय होता है।
• समृद्ध यूरेनियम का आम तौर पर केवल एक बार पुन: उपयोग किया जा सकता है।