შინაარსზე გადასვლა

გამდიდრებული ურანი

მასალა ვიკიპედიიდან — თავისუფალი ენციკლოპედია
ბუნებრივ ურანში, ურან-238-ისა (ლურჯი) და ურან-235-ის (წითელი) პროპორციები უკანასკნელის გამდიდრების შესაბამისად

გამდიდრებული ურანი (ინგლ. Enriched uranium) — ურანის ტიპი, რომელშიც ურან-235-ის (აღინიშნება 235U) პროცენტული მნიშვნელობა გაზრდილია იზოტოპური დაყოფის გზით. ბუნებრივი ურანი სამი ძირითადი იზოტოპისგან შედგება: ურან-238 (238U — 99.2732-99.2752%-ლი შემადგენლობით), ურან-235 (235U — 0.7198-0.7210%-ლი შემადგენლობით) და ურან-234 (234U — 0.0049-0.0059%-ლი შემადგენლობით).[1] 235U არის ერთადერთი ნუკლიდი, რომელიც გვხვდება ბუნებაში და ექვემდებარება ნეიტრონულ დაშლას.[2]

გამდიდრებული ურანი კრიტიკული კომპონენტია როგორც სამოქალაქო ბირთვული ენერგიის გენერაციისთვის, ასევე სამხედრო ბირთვული იარაღისთვის. დაბალგამდიდრებული ურანი (20%-ზე ნაკლები 235U) აუცილებელია მსუბუქწყლიანი რეაქტორების ფუნქციონირებისთვის, რომლებიც ბირთვული ელექტროენერგიის გენერაციის თითქმის 90%-ს შეადგენს.[3] მაღალგამდიდრებული ურანი (20%-ზე მეტი 235U) გამოიყენება მრავალი ბირთვული იარაღის ბირთვისთვის, ასევე საზღვაო ძრავებისა და კვლევის კომპაქტური რეაქტორებისთვის, ასევე სელექციონერული რეაქტორებისთვის. მსოფლიოში დაახლოებით 2000 ტონა მაღალგამდიდრებული ურანია.[4]

გამდიდრების მეთოდები პირველად ფართო მასშტაბით შემუშავდა მანჰეტენის პროექტის მიერ. მისი აირისებრი დიფუზიის მეთოდი გამოიყენებოდა 1940-იან და 1950-იან წლებში, როდესაც საბჭოთა კავშირში შეიქმნა გაზის ცენტრიფუგის მეთოდი და ფართოდ დაინერგა.[5]

გამდიდრების შედეგად დარჩენილი 238U ცნობილია, როგორც გაღარიბებული ურანი და გაცილებით ნაკლებად რადიოაქტიურია, ვიდრე ბუნებრივი ურანი, თუმცა მაინც ძალიან მკვრივია. გაღარიბებული ურანი გამოიყენება როგორც რადიაციისგან დამცავი მასალა და მისი მაღალი სიმკვრივის გამო აქტიურად გამოიყენება ჯავშანგამტანი ჭურვების დამზადებისას.

კლასები

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

დედამიწიდან მოპოვებული ურანი არ არის შესაფერისი საწვავად ბირთვული რეაქტორების უმეტესობისთვის და საჭიროებს დამატებით დამუშავებას მის გამოსაყენებლად. ურანი მოიპოვება მიწისქვეშ ან ღია კარიერში, მისი მოპოვების სიღრმის მიხედვით. ურანის მადნის მოპოვების შემდეგ, მან უნდა გაიაროს დაფქვის პროცესი მადნიდან ურანის ამოსაღებად.

„ყვითელი ნამცხვრის“ კასრი (ურანის ნალექების ნარევი)

ეს მიიღწევა ქიმიური პროცესების კომბინაციით, რომლის საბოლოო პროდუქტია კონცენტრირებული ურანის ოქსიდი, რომელიც ცნობილია როგორც „ყვითელი ნამცხვარი“, შეიცავს დაახლოებით 80% ურანს, ხოლო ორიგინალური მადანი, როგორც წესი, შეიცავს მხოლოდ 0.1% ურანს.[6]

ეს „ყვითელი ნამცხვარი“ დამატებით მუშავდება ბირთვული საწვავის წარმოებისთვის შესაფერისი ურანის სასურველი ფორმის მისაღებად. დაფქვის პროცესის დასრულების შემდეგ, ურანმა შემდეგ უნდა გაიაროს გარდაქმნის პროცესი, „ან ურანის დიოქსიდად, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას საწვავად იმ ტიპის რეაქტორებისთვის, რომლებიც არ საჭიროებენ გამდიდრებულ ურანს, ან ურანის ჰექსაფტორიდად, რომლის გამდიდრებაც შესაძლებელია საწვავის წარმოებისთვის რეაქტორების უმეტესობისთვის“.[7] ბუნებრივი ურანი შედგება 235U და 238U ნარევისგან. 235U არის გახლეჩადი, რაც ნიშნავს, რომ ის ადვილად იშლება ნეიტრონებით, ხოლო დანარჩენი 238U-ია, მაგრამ ბუნებაში, მოპოვებული მადნის 99%-ზე მეტი 238U-ა. ბირთვული რეაქტორების უმეტესობას სჭირდება გამდიდრებული ურანი, რომელიც არის ურანი 235U-ს მაღალი კონცენტრაციით, რომელიც მერყეობს 3.5%-დან 4.5%-მდე (თუმცა რამდენიმე რეაქტორის დიზაინი, რომელიც იყენებს გრაფიტს ან მძიმე წყლის მოდერატორს, როგორიცაა RBMK და CANDU, შეუძლია ბუნებრივი ურანის საწვავად გამოყენება). არსებობს გამდიდრების ორი კომერციული პროცესი: აირისებრი დიფუზია და აირისებრი ცენტრიფუგირება. ორივე გამდიდრების პროცესი მოიცავს ურანის ჰექსაფტორიდის გამოყენებას და წარმოქმნის გამდიდრებულ ურანის ოქსიდს.[8]

გადამუშავებული ურანი (RepU)

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

გადამუშავებული ურანი (ინგლ. Reprocessed uranium, RepU) გადის ქიმიური და ფიზიკური დამუშავების სერიას, რათა მორჩენილი ბირთვული საწვავისგან გამოყოფილ იქნეს გამოსადეგი ურანი. გადამუშავებული ურანი არის ბირთვული საწვავის ციკლების პროდუქტი, რომელიც მოიცავს გამოყენებული საწვავის ბირთვულ გადამუშავებას. მსუბუქწყლიანი რეაქტორის გამოყენებული საწვავისგან აღებული გადამუშავებული ურანი, როგორც წესი, შეიცავს ოდნავ მეტ 235U-ს, ვიდრე ბუნებრივი ურანი და, შესაბამისად, შეიძლება გამოყენებულ იქნას იმ რეაქტორების საწვავად, რომლებიც ჩვეულებრივ იყენებენ ბუნებრივ ურანს საწვავად, როგორიცაა CANDU რეაქტორები. ის ასევე შეიცავს არასასურველ იზოტოპ ურან-236-ს, რომელიც განიცდის ნეიტრონების დაჭერას, ნეიტრონების კარგვას (და მოითხოვს 235U-ით უფრო მაღალ გამდიდრებას) და ქმნის ნეპტუნიუმ-237-ს, რომელიც იქნება ერთ-ერთი ყველაზე მობილური და პრობლემური რადიონუკლიდი ბირთვული ნარჩენების ღრმა გეოლოგიურ საცავის განადგურებაში. გადამუშავებული ურანი ხშირად შეიცავს სხვა ტრანსურანული ელემენტების და დაშლის პროდუქტების კვალს, რაც მოითხოვს ფრთხილ მონიტორინგს და მართვას საწვავის დამზადებისა და რეაქტორის მუშაობის დროს.

დაბალგამდიდრებული ურანი (LEU)

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

დაბალგამდიდრებულ ურანს (ინგლ. Low-enriched uranium, LEU) აქვს 235U-ის 20%-ზე დაბალი კონცენტრაცია; მაგალითად, კომერციულ მსუბუქწყლიან რეაქტორში, მსოფლიოში ყველაზე გავრცელებულ ენერგეტიკულ რეაქტორებში, 235U-ის კონცენტრაცია 3-დან 5%-მდე მერყეობს. მცირედგამდიდრებულ ურანში (ინგლ. Slightly enriched uranium, SEU) 235U-ის კონცენტრაცია 2%-ზე დაბალია.[9]

მაღალი კონცენტრაციის დაბალგამდიდრებული ურანი (HALEU)

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

მაღალი კონცენტრაციის დაბალგამდიდრებული ურანი (ინგლ. High-assay low-enriched uranium, HALEU) გამდიდრებულია 5%-დან 20%-მდე[10] და საჭიროა მრავალი მცირე მოდულური რეაქტორისთვის (SMR).[11] კვლევით რეაქტორებში გამოყენებული ახალი დაბალგამდიდრებული ურანის 235U ჩვეულებრივ გამდიდრებულია 12%-დან 19.75%-მდე; ეს უკანასკნელი კონცენტრაცია გამოიყენება მაღალგამდიდრებული ურანის საწვავის შესაცვლელად დაბალგამდიდრებულ ურანად გარდაქმნისას.[12]

მაღალგამდიდრებული ურანი (HEU)

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]
მაღალგამდიდრებული მეტალის ურანის ნაჭერი

მაღალგამდიდრებულ ურანს (ინგლ. Highly enriched uranium, HEU) აქვს 235U-ის 20%-იანი ან მეტი კონცენტრაცია. გამდიდრების ეს მაღალი დონე აუცილებელია ბირთვული იარაღისა და გარკვეული სპეციალიზებული რეაქტორის დიზაინისთვის. ბირთვული იარაღის პირველად მასალებში არსებული დაშლადი ურანი ჩვეულებრივ შეიცავს 235U-ის 85%-ს ან მეტს, რომელიც ცნობილია როგორც იარაღის კლასი, თუმცა თეორიულად იმპლოზიური დიზაინისთვის, მინიმუმ 20% შეიძლება საკმარისი იყოს (ე.წ. იარაღისთვის გამოსაყენებელი), თუმცა ამას დასჭირდება ასობით კილოგრამი მასალა და „არ იქნება პრაქტიკული მისი დაპროექტება“;[13][14] ჰიპოთეზურად შესაძლებელია კიდევ უფრო დაბალი გამდიდრება, მაგრამ გამდიდრების პროცენტის შემცირებასთან ერთად, სწრაფი ნეიტრონების კრიტიკული მასა სწრაფად იზრდება, მაგალითად, საჭიროა 235U-ის 5.4% უსასრულო მასა.[13] კრიტიკულობის ექსპერიმენტებისთვის, ურანის გამდიდრება მიღწეულია 97% და მეტზე .[15]

გრაფიკი, რომელიც ასახავს ურანის გამოთვლილ კრიტიკულ მასებს (კილოგრამებში, მარცხენა ღერძი), ბერილიუმის რეფლექტორის სისქის (სანტიმეტრებში, ქვედა ღერძი) და U-235 გამდიდრების დონის (ხაზის ეტიკეტები) ფუნქციის მიხედვით.

პირველ ურანის ბომბში, Little Boy-ში, რომელიც შეერთებულმა შტატებმა 1945 წელს ჰიროსიმაზე ჩამოაგდეს, გამოყენებული იყო 64 კილოგრამი 80%-ით გამდიდრებული ურანი. იარაღის გახლეჩვადი ბირთვის ნეიტრონულ რეფლექტორში (რომელიც სტანდარტულია ყველა ბირთვულ ასაფეთქებელ ნივთიერებაზე) შეფუთვით შეიძლება მკვეთრად შემცირდეს კრიტიკული მასა. იმის გამო, რომ ბირთვი გარშემორტყმული იყო ნეიტრონული რეფლექტორით, აფეთქების დროს ის თითქმის 2.5 კრიტიკულ მასას შეადგენდა. ნეიტრონული რეფლექტორები, რომლებიც ახდენენ გახლეჩვადი ბირთვის შეკუმშვას იმპლოზიის, შერწყმის გაძლიერების და „დატკეპნის“ გზით, რაც ინერციით ანელებს გახლეჩვადი ბირთვის გაფართოებას, საშუალებას იძლევა შეიქმნას ბირთვული იარაღის დიზაინი, რომელიც იყენებს იმაზე ნაკლებს, ვიდრე ნორმალური სიმკვრივის დროს იქნებოდა ერთი შიშველი სფეროს კრიტიკული მასა. 238U იზოტოპის ძალიან დიდი რაოდენობით არსებობა აფერხებს ბირთვულ ჯაჭვურ რეაქციას, რომელიც პასუხისმგებელია იარაღის სიმძლავრეზე. 85%-ით მაღალგამდიდრებული ურანის კრიტიკული მასა დაახლოებით 50 კილოგრამია, რომელიც ნორმალური სიმკვრივის შემთხვევაში დაახლოებით 17 სანტიმეტრის დიამეტრის სფეროს წარმოადგენდა.[8] ჩინეთის პირველ ბირთვულ ტესტში, პროექტი 596-ში გამოყენებული მაღალგამდიდრებული ურანის ბირთვი დაახლოებით 15 კილოგრამს იწონიდა,[16] რაც 11.4 სმ დიამეტრს შეესაბამება.

შემდგომ პერიოდში აშშ-ის ბირთვული იარაღი პირველად საფეხურზე პლუტონიუმ-239-ს იყენებდა, მაგრამ პირველადი ბირთვული აფეთქების შედეგად შეკუმშული მეორადი საფეხური ხშირად იყენებს 40%-დან 80%-მდე გამდიდრების მქონე მაღალგამდიდრებულ ურანს,[17] თერმობირთვულ საწვავთან — ლითიუმ დეიტერიდთან ერთად. ეს მრავალსაფეხურიანი დიზაინი აძლიერებს ბირთვული იარაღის ეფექტურობას და ეფექტიანობას, რაც დეტონაციის დროს ენერგიის გამოთავისუფლებაზე უფრო მეტ კონტროლს იძლევა. დიდი ბირთვული იარაღის მეორადისთვის, ნაკლებად გამდიდრებული ურანის უფრო მაღალი კრიტიკული მასა შეიძლება უპირატესობა იყოს, რადგან ის აფეთქების დროს ბირთვს საშუალებას აძლევს შეიცავდეს უფრო დიდი რაოდენობით საწვავს. ეს დიზაინის სტრატეგია ოპტიმიზაციას უკეთებს მოწინავე ბირთვული იარაღის სისტემების აფეთქების გამოსავლიანობას და მუშაობას. 238U არ არის გახლეჩადი, მაგრამ მაინც გახლეჩადია სწრაფი ნეიტრონებით (>2 MeV), როგორიცაა D-T შერწყმის დროს წარმოქმნილი.[18]

მაღალგამდიდრებული ურანი ასევე გამოიყენება სწრაფ ნეიტრონულ რეაქტორებში, რომელთა ბირთვები მოითხოვს დაახლოებით 20% ან მეტ გახლეჩად მასალას, ასევე საზღვაო რეაქტორებში, სადაც ის ხშირად შეიცავს მინიმუმ 50% 235U-ს, მაგრამ ჩვეულებრივ არ აღემატება 90%-ს. ეს სპეციალიზებული რეაქტორული სისტემები ეყრდნობა მაღალგამდიდრებულ ურანს მათი უნიკალური ოპერაციული მოთხოვნებისთვის, მათ შორის მაღალი ნეიტრონული ნაკადი და რეაქტორის დინამიკის ზუსტი კონტროლი. Fermi-1 კომერციული სწრაფი რეაქტორის პროტოტიპში გამოყენებული იყო მაღალი გამდიდრებული ურანი 235U-ის 26.5%-ით. მნიშვნელოვანი რაოდენობით მაღალი გამდიდრებული ურანი გამოიყენება სამედიცინო იზოტოპების წარმოებაში, მაგალითად, მოლიბდენ-99 ტექნეციუმ-99m გენერატორებისთვის.[19] სამედიცინო ინდუსტრია სარგებლობს მაღალგამდიდრებული ურანის უნიკალური თვისებებით, რაც საშუალებას იძლევა ეფექტურად წარმოიქმნას კრიტიკული იზოტოპები, რომლებიც აუცილებელია დიაგნოსტიკური ვიზუალიზაციისა და თერაპიული აპლიკაციებისთვის.

გამდიდრების მეთოდები

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

იზოტოპების გამოყოფა რთულია, რადგან ერთი და იგივე ელემენტის ორ იზოტოპს თითქმის იდენტური ქიმიური თვისებები აქვს და მათი გამოყოფა მხოლოდ თანდათანობით, მცირე მასური სხვაობის გამოყენებით შეიძლება. (235U მხოლოდ 1.26%-ით მსუბუქია 238U-ზე). ეს პრობლემა კიდევ უფრო რთულდება, რადგან ურანი იშვიათად გამოიყოფა ატომური ფორმით, არამედ ნაერთის სახით (235UF6 მხოლოდ 0.852%-ით მსუბუქია 238UF6-ზე). იდენტური ეტაპების კასკადი წარმოქმნის 235U-ს თანმიმდევრულად მაღალ კონცენტრაციებს. თითოეული ეტაპი შემდეგ ეტაპზე ოდნავ უფრო კონცენტრირებულ პროდუქტს გადასცემს და წინა ეტაპზე ოდნავ ნაკლებად კონცენტრირებულ ნარჩენს აბრუნებს.

ამჟამად გამდიდრებისთვის საერთაშორისო დონეზე გამოიყენება ორი კომერციული მეთოდი: აირადი დიფუზია (პირველი თაობა) და აირის ცენტრიფუგა (მეორე თაობა), რომელიც აირადი დიფუზიის ენერგიასთან შედარებით მხოლოდ 2%-დან 2.5%-მდე მოიხმარს ენერგიას.[20]

დიფუზიის ტექნიკა

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

აირისებრი დიფუზია

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]
აირისებრი დიფუზია იყენებს ნახევრად გამტარ მემბრანებს გამდიდრებული ურანის გამოსაყოფად

აირისებრი დიფუზია არის ტექნოლოგია, რომელიც გამოიყენება გამდიდრებული ურანის წარმოებისთვის, აირისებრი ურანის ჰექსოფტორიდის („ჰექსი“) ნახევრად გამტარი მემბრანების გავლით გატარებით. ეს იწვევს მცირე განცალკევებას 235U და 238U შემცველ მოლეკულებს შორის. ცივი ომის განმავლობაში, აირისებრი დიფუზია მნიშვნელოვან როლს თამაშობდა, როგორც ურანის გამდიდრების ტექნიკა და 2008 წლის მონაცემებით, გამდიდრებული ურანის წარმოების დაახლოებით 33% შეადგენდა,[21] მაგრამ 2011 წელს ის მოძველებულ ტექნოლოგიად ჩაოთვალა, რომელიც თანდათან იცვლება ტექნოლოგიების შემდგომი თაობებით, რადგან დიფუზიური ქარხნები თავისი არსებობის ბოლო წლებს ითვლიან.[22] 2013 წელს, აშშ-ში მდებარე პადუკას ქარხანამ შეწყვიტა ფუნქციონირება; ეს იყო მსოფლიოში ბოლო კომერციული 235U აირისებრი დიფუზიური ქარხანა.[23]

თერმული დიფუზია

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

თერმული დიფუზია იყენებს სითბოს გადაცემას თხელ სითხეში ან აირში იზოტოპების გამოყოფის მისაღწევად.[18] პროცესი იყენებს იმ ფაქტს, რომ უფრო მსუბუქი 235U აირის მოლეკულები დიფუზირდება ცხელი ზედაპირისკენ, ხოლო უფრო მძიმე 238U აირის მოლეკულები — ცივი ზედაპირისკენ. მეორე მსოფლიო ომის დროს, ტენესის შტატის ოუკ რიჯში მდებარე S-50 ქარხანაში, თხევადი ურანის ჰექსაფტორიდი მოთავსებული იყო ორ კონცენტრულ ვერტიკალურ მილს შორის, შიდა მილი თბებოდა, ხოლო გარეთა — გრილდებოდა. ამან გამოიწვია უფრო მსუბუქი 235U მოლეკულების მიგრაცია ცხელი შიდა კედლისკენ, ხოლო უფრო მძიმე 238U მოლეკულების მიგრაცია ცივი გარე კედლისკენ, კონვექციური დენებით გამდიდრებული ურანი ზემოთ ადიოდა შეგროვებისთვის, ხოლო სვეტების სიმაღლე პირდაპირ გავლენას ახდენდა გამოყოფის ხარისხზე.[24] ობიექტი გამოიყენებოდა ელექტრომაგნიტური იზოტოპების გამოყოფის (EMIS) პროცესისთვის საწყისი მასალის მოსამზადებლად, მაგრამ მოგვიანებით მიტოვებულ იქნა აირისებრი დიფუზიის სასარგებლოდ.

ცენტრიფუგის ტექნიკა

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

აირის ცენტრიფუგა

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]
აირის ცენტრიფუგების კასკადი აშშ-ს გამდიდრების ქარხანაში

აირის ცენტრიფუგის პროცესი იყენებს მბრუნავი ცილინდრების დიდ რაოდენობას თანმიმდევრულად და პარალელურად. თითოეული ცილინდრის ბრუნვა ქმნის ძლიერ ცენტრიდანულ ძალას, რის გამოც 238U-ს შემცველი მძიმე გაზის მოლეკულები ტანგენციალურად მოძრაობენ ცილინდრის გარეთა მიმართულებით, ხოლო 235U-თი მდიდარი მსუბუქი გაზის მოლეკულები ცენტრთან უფრო ახლოს გროვდებიან. იგივე გამოყოფის მისაღწევად გაცილებით ნაკლები ენერგიაა საჭირო, ვიდრე ძველი აირის დიფუზიის პროცესისას, რომელიც მან დიდწილად ჩაანაცვლა და სწორედ ამიტომ იგი არის ამჟამინდელი არჩევანის მეთოდი. მას ასევე მეორე თაობას უწოდებენ. მისი გამოყოფის კოეფიციენტი თითოეულ ეტაპზე არის 1.3 აირის დიფუზიასთან მიმართებაში 1.005,[21] რაც ენერგიის მოთხოვნილების დაახლოებით ორმოცდამეათედს შეადგენს. გაზის ცენტრიფუგის ტექნიკა აწარმოებს მსოფლიოში გამდიდრებული ურანის თითქმის 100%-ს. სეპარაციული სამუშაო ერთეულის ღირებულება დაახლოებით 100 დოლარია სეპარაციული სამუშაო ერთეულისთვის (SWU), რაც მას დაახლოებით 40%-ით უფრო იაფს ხდის, ვიდრე სტანდარტული აირისებრი დიფუზიის ტექნიკა.[25]

ზიპის ცენტრიფუგა

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]
ზიპის ტიპის გაზის ცენტრიფუგის პრინციპების დიაგრამა, სადაც U-238 წარმოდგენილია მუქ ლურჯ ფერში და U-235 წარმოდგენილია ღია ლურჯ ფერში

ზიპის ტიპის ცენტრიფუგა წარმოადგენს სტანდარტული გაზის ცენტრიფუგის გაუმჯობესებას, რომლის მთავარი განსხვავება სითბოს გამოყენებაა. მბრუნავი ცილინდრის ძირი თბება, რაც წარმოქმნის კონვექციურ დენებს, რომლებიც 235U-ს ცილინდრში ამოძრავებენ, სადაც მისი შეგროვება შესაძლებელია კოვზებით. ცენტრიფუგის ეს გაუმჯობესებული დიზაინი კომერციულად გამოიყენება Urenco-ს მიერ ბირთვული საწვავის წარმოებისთვის და გამოიყენებოდა პაკისტანის მიერ ბირთვული იარაღის პროგრამაში.

ლაზერული ტექნიკა

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ლაზერული პროცესები გვპირდება ენერგიის დაბალ ხარჯებს, კაპიტალურ ხარჯებს და კუდების დაბალ ანალიზებს, შესაბამისად, მნიშვნელოვან ეკონომიკურ უპირატესობებს. რამდენიმე ლაზერული პროცესი იქნა შესწავლილი და დამუშავების პროცესშია. იზოტოპების გამოყოფა ლაზერული აგზნებით (SILEX) კარგად არის შემუშავებული და კომერციული ექსპლუატაციისთვის ლიცენზირებულია 2012 წლიდან. იზოტოპების გამოყოფა ლაზერული აგზნებით არის ურანის გამოყოფის ძალიან ეფექტური და იაფი მეთოდი, რომლის განხორციელებაც შესაძლებელია მცირე ობიექტებში, რომლებიც მოითხოვენ გაცილებით ნაკლებ ენერგიას და სივრცეს, ვიდრე წინა გამოყოფის ტექნიკა. ურანის გამდიდრების ღირებულება ლაზერული გამდიდრების ტექნოლოგიების გამოყენებით დაახლოებით 30 დოლარია თითო SWU-ზე,[25] რაც გაზის ცენტრიფუგების ფასის მესამედზე ნაკლებია, რაც გამდიდრების ამჟამინდელი სტანდარტია. იზოტოპების გამოყოფა ლაზერული აგზნებით შეიძლება განხორციელდეს ობიექტებში, რომლებიც პრაქტიკულად არ ჩანს თანამგზავრებისთვის.[26] 1990-იან და 2000-იან წლებში 20-ზე მეტმა ქვეყანამ იმუშავა ლაზერულ გამოყოფაზე, თუმცა ყველამ მიაღწია ძალიან მწირ წარმატებას.

ატომური ორთქლის ლაზერული იზოტოპის გამოყოფა (AVLIS)

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ატომური ორთქლის ლაზერული იზოტოპის გამოყოფა იყენებს სპეციალურად მორგებულ ლაზერებს ურანის იზოტოპების გამოსაყოფად ჰიპერწვრილი გადასვლების შერჩევითი იონიზაციის გამოყენებით.[27] ტექნიკა იყენებს ლაზერებს, რომლებიც მორგებულია სიხშირეებზე, რომლებიც იონიზებენ 235U ატომებს და არა სხვას. დადებითად დამუხტული 235U იონები შემდეგ იზიდება უარყოფითად დამუხტულ ფირფიტაზე და ამ გზით გროვდება.

მოლეკულური ლაზერული იზოტოპის გამოყოფა (MLIS)

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

მოლეკულური ლაზერული იზოტოპის გამოყოფა იყენებს ინფრაწითელ ლაზერს, რომელიც მიმართულია UF6-ზე, აღძრავს მოლეკულებს, რომლებიც შეიცავს 235U ატომს. მეორე ლაზერი ათავისუფლებს ფტორის ატომს, ტოვებს ურანის პენტაფტორიდს, რომელიც შემდეგ გამოიყოფა აირიდან.

იზოტოპების გამოყოფა ლაზერული აგზნებით (SILEX)

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

იზოტოპების გამოყოფა ლაზერული აგზნებით არის ავსტრალიური განვითარება, რომელიც ასევე იყენებს UF6-ს. გაჭიანურებული განვითარების პროცესის შემდეგ, რომელშიც აშშ-ის გამდიდრების კომპანია USEC-მა შეიძინა და შემდეგ უარი თქვა ტექნოლოგიის კომერციალიზაციის უფლებებზე, GE Hitachi Nuclear Energy-მ (GEH) 2006 წელს ხელი მოაწერა კომერციალიზაციის ხელშეკრულებას Silex Systems-თან.[28] მას შემდეგ GEH-მა ააშენა სადემონსტრაციო სატესტო ციკლი და გამოაცხადა საწყისი კომერციული ობიექტის მშენებლობის გეგმები.[29] პროცესის დეტალები გასაიდუმლოებულია და შეზღუდულია აშშ-ს, ავსტრალიასა და კომერციულ სუბიექტებს შორის სამთავრობათაშორისო შეთანხმებებით. პროგნოზირებულია, რომ SILEX გაცილებით უფრო ეფექტური იქნება, ვიდრე არსებული წარმოების ტექნიკა, მაგრამ კვლავ, ზუსტი მაჩვენებელი გასაიდუმლოებულია.[21] 2011 წლის აგვისტოში GEH-ის შვილობილმა კომპანიამ Global Laser Enrichment-მა აშშ-ის ბირთვული მარეგულირებელი კომისიას (NRC) მიმართა კომერციული ქარხნის მშენებლობის ნებართვის მისაღებად.[30] 2012 წლის სექტემბერში, NRC-მ GEH-ს გასცა ლიცენზია კომერციული SILEX გამდიდრების ქარხნის ასაშენებლად და ექსპლუატაციისთვის, თუმცა კომპანიას ჯერ არ გადაუწყვეტია, იქნებოდა თუ არა პროექტი საკმარისად მომგებიანი მშენებლობის დასაწყებად და მიუხედავად იმ შეშფოთებისა, რომ ტექნოლოგიას შეეძლო ბირთვული გავრცელების ხელშეწყობა.[31] ბირთვული გავრცელების შიში ნაწილობრივ გამოწვეული იყო ლაზერული გამოყოფის ტექნოლოგიით, რომელიც ტიპიური გამოყოფის ტექნიკის სივრცის 25%-ზე ნაკლებს მოითხოვს და ასევე მხოლოდ იმ ენერგიას, რომელიც 12 ტიპურ სახლს ენერგიით უზრუნველყოფდა, რაც ლაზერული აგზნებით მომუშავე ლაზერული გამოყოფის ქარხნის არსებული სათვალთვალო ტექნოლოგიების აღმოჩენის ზღვარს გაცილებით დაბლა აყენებს.[26] ამ შეშფოთების გამო, ამერიკის ფიზიკურმა საზოგადოებამ NRC-ში შეიტანა პეტიცია, რომელშიც მოითხოვდა, რომ ნებისმიერი ლაზერული აგზნების ქარხნის აშენებამდე, მათ გაევლოთ გავრცელების რისკების ფორმალური განხილვა. APS-მა ტექნოლოგიას „თამაშის შემცვლელი“ უწოდა იმის გამო, რომ ის შეიძლება დამალული იყოს ნებისმიერი ტიპის აღმოჩენისგან.[25]

ამ ტექნოლოგიის გავრცელების ფუნდამენტური შეფასება პრინსტონის ფიზიკოსმა რაიან სნაიდერმა მოგვაწოდა.[32] ის მოიცავს დეტალურ ანალიზს იმის შესახებ, თუ როგორ მუშაობს ტექნოლოგია და რა გამოწვევებს წარმოადგენს ის ურანის გამდიდრების საიდუმლო ობიექტების აღმოსაჩენად.

სხვა ტექნიკა

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

აეროდინამიკური პროცესები

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]
აეროდინამიკური საქშენის სქემატური დიაგრამა. ამ პატარა ფოლგების ათასობით ნაწილი გაერთიანდება გამდიდრების ერთეულში.
რენტგენზე დაფუძნებული LIGA წარმოების პროცესი თავდაპირველად შემუშავდა გერმანიაში, კარლსრუეს ფორშუნგსცენტრუმში, იზოტოპური გამდიდრებისთვის საქშენების წარმოებისთვის.[33]

აეროდინამიკური გამდიდრების პროცესები მოიცავს ბეკერის ჭავლური საქშენის ტექნიკას, რომელიც შეიმუშავეს ე. ვ. ბეკერმა და მისმა კოლეგებმა LIGA პროცესისა და ვორტექსური მილის გამოყოფის პროცესის გამოყენებით. ეს აეროდინამიკური გამოყოფის პროცესები დამოკიდებულია წნევის გრადიენტებით გამოწვეულ დიფუზიაზე, ისევე როგორც გაზის ცენტრიფუგა. მათ ზოგადად აქვთ ნაკლი, რადგან ენერგიის მოხმარების მინიმიზაციისთვის საჭიროა ინდივიდუალური გამყოფი ელემენტების კასკადური კომპლექსური სისტემები. ფაქტობრივად, აეროდინამიკური პროცესები შეიძლება ჩაითვალოს არამბრუნავ ცენტრიფუგებად. ცენტრიდანული ძალების გაძლიერება მიიღწევა UF6-ის წყალბადით ან ჰელიუმით, როგორც გადამტანი აირით განზავებით, რაც აირის გაცილებით მაღალ ნაკადის სიჩქარეს აღწევს, ვიდრე ეს სუფთა ურანის ჰექსაფტორიდის გამოყენებით იქნებოდა შესაძლებელი. სამხრეთ აფრიკის ურანის გამდიდრების კორპორაციამ (UCOR) შეიმუშავა და განათავსა უწყვეტი Helikon-ის მორევის გამოყოფის კასკადი მაღალი წარმოების სიჩქარის დაბალი გამდიდრებისთვის და არსებითად განსხვავებული ნახევრად პარტიული Pelsakon-ის დაბალი წარმოების სიჩქარის მაღალი გამდიდრების კასკადი, ორივე იყენებს მორევის მილის გამყოფის კონკრეტულ დიზაინს და ორივე განხორციელებულია სამრეწველო ქარხანაში. სადემონსტრაციო ქარხანა აშენდა ბრაზილიაში NUCLEI-ის მიერ, Industrias Nucleares do Brasil-ის ხელმძღვანელობით კონსორციუმმა, რომელიც იყენებდა გამყოფი საქშენის პროცესს. ყველა მეთოდს აქვს მაღალი ენერგომოხმარება და ნარჩენი სითბოს მოცილების მნიშვნელოვანი მოთხოვნები; ამჟამად არცერთი არ გამოიყენება.

ელექტრომაგნიტური იზოტოპების გამოყოფა

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]
კალუტრონში ურანის იზოტოპების გამოყოფის სქემატური დიაგრამა გვიჩვენებს, თუ როგორ გამოიყენება ძლიერი მაგნიტური ველი ურანის იონების ნაკადის სამიზნეზე გადამისამართებისთვის, რაც იწვევს ურან-235-ის (აქ წარმოდგენილია მუქი ლურჯით) უფრო მაღალ კონცენტრაციას ნაკადის შიდა კიდეებში.

ელექტრომაგნიტური იზოტოპების გამოყოფის პროცესში (EMIS), მეტალის ურანი ჯერ ორთქლდება, შემდეგ კი იონიზდება დადებითად დამუხტულ იონებად. შემდეგ კათიონები აჩქარებენ და შემდგომ მაგნიტური ველებით გადაიხრებიან შესაბამის შემგროვებელ სამიზნეებზე. მეორე მსოფლიო ომის დროს შემუშავდა წარმოების მასშტაბის მას-სპექტრომეტრი, სახელწოდებით კალუტრონი, რომელმაც უზრუნველყო 235U-ს ნაწილი, რომელიც გამოყენებული იყო Little Boy-ის ბირთვული ბომბისთვის, რომელიც 1945 წელს ჰიროსიმაზე ჩამოაგდეს. ტერმინი „კალუტრონი“ ეხება მრავალსაფეხურიან მოწყობილობას, რომელიც განლაგებულია დიდ ოვალში ძლიერი ელექტრომაგნიტის გარშემო. ელექტრომაგნიტური იზოტოპების გამოყოფა დიდწილად მიტოვებულია უფრო ეფექტური მეთოდების სასარგებლოდ.

ქიმიური მეთოდები

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ერთი ქიმიური პროცესი საპილოტე ქარხნის ეტაპზე იქნა დემონსტრირებული, მაგრამ წარმოებისთვის არ გამოიყენებოდა. ფრანგული CHEMEX პროცესი იყენებდა ძალიან მცირე განსხვავებას ორი იზოტოპის მიდრეკილებაში, შეეცვალათ ვალენტობა დაჟანგვა/აღდგენის დროს, შეურევადი წყლიანი და ორგანული ფაზების გამოყენებით. იაპონიაში Asahi Chemical Company-მ შეიმუშავა იონური გაცვლის პროცესი, რომელიც იყენებს მსგავს ქიმიას, მაგრამ ახდენს გამოყოფას საკუთრების ფისოვან იონური გაცვლის სვეტზე.

პლაზმური გამოყოფა

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

პლაზმური გამოყოფის პროცესი (PSP) აღწერს ტექნიკას, რომელიც იყენებს ზეგამტარ მაგნიტებს და პლაზმის ფიზიკას. ამ პროცესში, იონური ციკლოტრონული რეზონანსის პრინციპი გამოიყენება 235U იზოტოპის შერჩევითი ენერგიით გასაძლიერებლად პლაზმაში, რომელიც შეიცავს იონების ნაზავს. საფრანგეთმა შეიმუშავა PSP-ის საკუთარი ვერსია, რომელსაც RCI უწოდა. RCI-ის დაფინანსება მკვეთრად შემცირდა 1986 წელს და პროგრამა შეჩერდა დაახლოებით 1990 წელს, თუმცა RCI კვლავ გამოიყენება სტაბილური იზოტოპების გამოყოფისთვის.

სეპარაციული სამუშაო ერთეული (SWU)

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

„სეპარაციული სამუშაო“ — გამდიდრების პროცესით განხორციელებული გამოყოფის რაოდენობა — არის ნედლეულის კონცენტრაციების, გამდიდრებული გამოსავლის და გამოფიტული ნარჩენების ფუნქცია; და გამოიხატება ერთეულებში, რომლებიც გამოითვლება ისე, რომ პროპორციული იყოს მთლიანი შეყვანის (ენერგია / მანქანის მუშაობის დრო) და დამუშავებული მასის. სეპარაციული სამუშაო არ არის ენერგია. სეპარაციული სამუშაოს ერთი და იგივე რაოდენობა მოითხოვს ენერგიის სხვადასხვა რაოდენობას, გამოყოფის ტექნოლოგიის ეფექტურობის მიხედვით.[18] სეპარაციული სამუშაო იზომება სეპარაციული სამუშაო ერთეულებში SWU, კგ SW ან კგ UTA (გერმანული Urantrennarbeit-დან — სიტყვასიტყვით ურანის გამოყოფის სამუშაო). სეპარაციული სამუშაოს ეფექტური გამოყენება გადამწყვეტია ურანის გამდიდრების ობიექტების ეკონომიკური და ოპერატიული მუშაობის ოპტიმიზაციისთვის.

  • 1 SWU = 1 kg SW = 1 kg UTA
  • 1 kSWU = 1 tSW = 1 t UTA
  • 1 MSWU = 1 ktSW = 1 kt UTA

ღირებულების საკითხები

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

გამდიდრების ობიექტის მიერ მოწოდებული სეპარაციული სამუშაო ერთეულების გარდა, გასათვალისწინებელი კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი პარამეტრია ბუნებრივი ურანის (NU) მასა, რომელიც საჭიროა გამდიდრებული ურანის სასურველი მასის მისაღებად. SWU-ების რაოდენობის მსგავსად, საჭირო საწყისი მასალის რაოდენობა ასევე დამოკიდებული იქნება გამდიდრების სასურველ დონეზე და 235U-ს რაოდენობაზე, რომელიც ხვდება გაღარიბებულ ურანში. თუმცა, გამდიდრების დროს საჭირო SWU-ების რაოდენობისგან განსხვავებით, რომელიც იზრდება გაღარიბებულ ნაკადში 235U-ს დონის შემცირებით, საჭირო NU-ს რაოდენობა შემცირდება DU-ში ხვდება 235U-ს დონის შემცირებით.

მაგალითად, მსუბუქი წყლის რეაქტორში გამოსაყენებელი LEU-ს გამდიდრებისას, გამდიდრებული ნაკადი, როგორც წესი, შეიცავს 3.6% 235U-ს (NU-ს 0.7%-თან შედარებით), ხოლო გაღარიბებული ნაკადი შეიცავს 0.2%-დან 0.3%-მდე 235U-ს. ამ LEU-ს ერთი კილოგრამის წარმოებისთვის საჭირო იქნებოდა დაახლოებით 8 კილოგრამი NU და 4.5 SWU, თუ DU ნაკადს დაშვებული ჰქონდა 0.3% 235U. მეორეს მხრივ, თუ გაღარიბებულ ნაკადს მხოლოდ 0.2% 235U ჰქონდა, მაშინ მას მხოლოდ 6.7 კილოგრამი NU და თითქმის 5.7 SWU გამდიდრება დასჭირდებოდა. რადგან გამდიდრების დროს საჭირო NU-ს რაოდენობა და SWU-ების რაოდენობა საპირისპირო მიმართულებით იცვლება, თუ NU იაფია და გამდიდრების მომსახურება უფრო ძვირია, მაშინ ოპერატორები, როგორც წესი, აირჩევენ DU ნაკადში მეტი 235U-ს დატოვებას, მაშინ თუ NU უფრო ძვირია და გამდიდრება ნაკლებია, მაშინ ისინი საპირისპიროს აირჩევენ.

ურანის (ჰექსაფტორიდი, შემოკლებით hex) ლითონად გარდაქმნისას, წარმოების დროს იკარგება 0.3%.[34][35]

ურანის გაღარიბება

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]
LLNL ქარხანაში წარმოებული გამდიდრებული ურანი შეგროვდა რამდენიმე მეოთხედის ზომისა და სისქის ნაგეტების სახით.

ურანის გამდიდრების საპირისპიროა გაღარიბება; ჭარბი HEU შეიძლება გაღარიბებული იყოს LEU-მდე, რათა ის კომერციულ ბირთვულ საწვავში გამოსაყენებლად ვარგისი გახდეს. გაღარიბება ბირთვული გაუვრცელებლობის მცდელობებში ძირითადი პროცესია, რადგან ის ამცირებს პოტენციური იარაღისთვის ხელმისაწვდომი მაღალგამდიდრებული ურანის რაოდენობას, ამავდროულად კი მშვიდობიანი მიზნებისთვის გამოიყენება. HEU-ს ნედლეული შეიძლება შეიცავდეს არასასურველ ურანის იზოტოპებს: 234U არის მცირე იზოტოპი, რომელიც ბუნებრივ ურანში შედის (ძირითადად 238U-ს ალფა დაშლის პროდუქტი - რადგან 238U-ს ნახევარდაშლის პერიოდი გაცილებით დიდია, ვიდრე 234U-ს, ის წარმოიქმნება და ნადგურდება იმავე სიჩქარით მუდმივი სტაბილური მდგომარეობის წონასწორობაში, რაც ნებისმიერ ნიმუშს, რომელსაც აქვს საკმარისი 238U შემცველობა, მოაქვს 234U-სა და 238U-ს სტაბილურ თანაფარდობამდე საკმარისად დიდი ხნის განმავლობაში); გამდიდრების პროცესის დროს მისი კონცენტრაცია იზრდება, მაგრამ 1%-ზე გაცილებით დაბალი რჩება. 236U-ს მაღალი კონცენტრაციები რეაქტორში დასხივების თანმდევი პროდუქტია და შესაძლოა, მისი წარმოების ისტორიიდან გამომდინარე, მაღალი მოლეკულური წონის მქონე ერთეულში იყოს. 236U ძირითადად წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც 235U შთანთქავს ნეიტრონს და არ ხდება მისი გახლეჩა. ამრიგად, 236U-ს წარმოქმნა გარდაუვალია ნებისმიერ თერმულ ნეიტრონულ რეაქტორში, რომელსაც აქვს 235U საწვავი. ბირთვული იარაღის მასალის წარმოების რეაქტორებიდან (დაახლოებით 50%-იანი 235U ანალიზით) გადამუშავებული მაღალი მოლეკულური წონა შეიძლება შეიცავდეს 236U-ს 25%-მდე კონცენტრაციას, რაც იწვევს დაახლოებით 1.5%-იან კონცენტრაციას შერეულ LEU პროდუქტში. 236U არის ნეიტრონული შხამი; ამიტომ, LEU პროდუქტში 235U-ს ფაქტობრივი კონცენტრაცია შესაბამისად უნდა გაიზარდოს 236U-ს არსებობის კომპენსაციისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ 234U ასევე შთანთქავს ნეიტრონებს, ის ნაყოფიერი მასალაა, რომელიც ნეიტრონის შთანთქმის შემდეგ გარდაიქმნება გახლეჩად 235U-დ. თუ 236U შთანთქავს ნეიტრონს, შედეგად მიღებული ხანმოკლე სიცოცხლის 237U ბეტა იშლება 237Np-მდე, რომელიც არ არის გამოსაყენებელი თერმულ ნეიტრონულ რეაქტორებში, მაგრამ შეიძლება ქიმიურად გამოიყოს გამოყენებული საწვავისგან და გადაიქცეს ნარჩენებად ან გარდაიქმნას 238Pu-დ (ბირთვულ ბატარეებში გამოსაყენებლად) სპეციალურ რეაქტორებში. ურანის იზოტოპური შემადგენლობის გაგება და მართვა დაშლის პროცესების დროს აუცილებელია შედეგად მიღებული ბირთვული საწვავის ხარისხისა და უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად, ასევე არასასურველ იზოტოპებთან დაკავშირებული პოტენციური რადიოლოგიური და პროლიფერაციის რისკების შესამცირებლად.

ნაზავი შეიძლება იყოს NU ან DU; თუმცა, ნედლეულის ხარისხის მიხედვით, SEU, როგორც წესი, 1.5 წონითი% 235U-ით, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნაზავში არსებული არასასურველი თანმდევი პროდუქტების განზავებისთვის. ზოგიერთ შემთხვევაში, ამ იზოტოპების კონცენტრაცია LEU პროდუქტში შეიძლება აღემატებოდეს ASTM-ის სპეციფიკაციებს ბირთვული საწვავისთვის, თუ გამოყენებული იქნება NU ან DU. ამრიგად, HEU-ს დაქვეითებული შერევა ზოგადად ვერ უწყობს ხელს ნარჩენების მართვის პრობლემას, რომელსაც წარმოქმნის გაღარიბებული ურანის არსებული დიდი მარაგი. გაღარიბებული ურანის ეფექტური მართვისა და განკარგვის სტრატეგიები გადამწყვეტია გრძელვადიანი უსაფრთხოებისა და გარემოს დაცვის უზრუნველსაყოფად. ინოვაციური მიდგომები, როგორიცაა გაღარიბებული ურანის ხელახალი გადამუშავება და გადამუშავება, შეიძლება გვთავაზობდეს მდგრად გადაწყვეტილებებს ნარჩენების მინიმიზაციისა და რესურსების გამოყენების ოპტიმიზაციისთვის ბირთვული საწვავის ციკლში.

ძირითადი დაქვეითებული შერევის პროექტი, სახელწოდებით „მეგატონებიდან მეგავატებამდე პროგრამა“, ყოფილი საბჭოთა კავშირის იარაღის კლასის HEU-ს გარდაქმნის აშშ-ის კომერციული ენერგეტიკული რეაქტორების საწვავად. 1995 წლიდან 2005 წლის შუა პერიოდამდე, 250 ტონა მაღალგამდიდრებული ურანი (საკმარისი 10,000 ქობინისთვის) გადამუშავდა დაბალგამდიდრებულ ურანად. მიზანია 2013 წლისთვის 500 ტონის გადამუშავება. რუსული ბირთვული ქობინების დეკომისიის პროგრამა 2008 წლამდე გამდიდრებული ურანის მსოფლიო მოთხოვნილების დაახლოებით 13%-ს შეადგენდა.[21] ეს ამბიციური ინიციატივა არა მხოლოდ ბირთვული განიარაღების მიზნებს ემსახურება, არამედ მნიშვნელოვან წვლილს შეაქვს გლობალური ენერგეტიკული უსაფრთხოებისა და გარემოსდაცვითი მდგრადობის საქმეში, ეფექტურად იყენებს მასალას, რომელიც ოდესღაც დამანგრეველი მიზნებისთვის იყო განკუთვნილი, მშვიდობიანი ენერგიის წარმოების რესურსად.

შეერთებული შტატების გამდიდრების კორპორაცია მონაწილეობდა 174.3 ტონა მაღალგამდიდრებული ურანის (HEU) ნაწილის განადგურებაში, რომელიც აშშ-ს მთავრობამ 1996 წელს ჭარბ სამხედრო მასალად გამოაცხადა. აშშ-ს HEU-ს დაქვეითებული შერევის პროგრამის მეშვეობით, ეს HEU მასალა, რომელიც ძირითადად აშშ-ს დემონტაჟული ბირთვული ქობინებიდან იყო აღებული, გადამუშავდა დაბალგამდიდრებულ ურანის (LEU) საწვავად, რომელსაც ბირთვული ელექტროსადგურები ელექტროენერგიის წარმოებისთვის იყენებენ.[36][37] ამ ინოვაციურმა პროგრამამ არა მხოლოდ ხელი შეუწყო იარაღისთვის ვარგისი ჭარბი ურანის უსაფრთხოდ და დაცულად განადგურებას, არამედ ხელი შეუწყო სამოქალაქო ატომური ელექტროსადგურების მდგრად ფუნქციონირებას, შეამცირა ახლად გამდიდრებულ ურანზე დამოკიდებულება და ხელი შეუწყო გაუვრცელებლობის მცდელობებს მთელ მსოფლიოში.

გლობალური გამდიდრების ობიექტები

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ქვეყნები, რომლებიც ეწევიან ურანის გამდიდრებას, შემდეგია: არგენტინა, ბრაზილია, ჩინეთი, საფრანგეთი, გერმანია, ინდოეთი, ირანი, იაპონია, ნიდერლანდები, ჩრდილოეთ კორეა, პაკისტანი, რუსეთი, გაერთიანებული სამეფო და აშშ.[38][39] ბელგია, ირანი, იტალია და ესპანეთი ფლობენ საინვესტიციო წილს ფრანგულ ევროდიფის გამდიდრების ქარხანაში, სადაც ირანის წილის მფლობელი მას გამდიდრებული ურანის წარმოების 10%-ის უფლებას აძლევს. ქვეყნები, რომლებსაც წარსულში ჰქონდათ გამდიდრების პროგრამები, არიან ლიბია და სამხრეთ აფრიკა, თუმცა ლიბიის ობიექტი არასდროს ფუნქციონირებდა.[40] ავსტრალიურმა კომპანია Silex Systems-მა შეიმუშავა ლაზერული გამდიდრების პროცესი, რომელიც ცნობილია როგორც SILEX (იზოტოპების გამოყოფა ლაზერული აგზნებით), რომლის განხორციელებასაც ის გეგმავს General Electric-ის აშშ-ის კომერციულ საწარმოში ფინანსური ინვესტიციების გზით.[41] მიუხედავად იმისა, რომ SILEX-ს მიენიჭა ქარხნის აშენების ლიცენზია, განვითარება ჯერ კიდევ ადრეულ ეტაპზეა, რადგან ლაზერული გამდიდრების ეკონომიკურად მომგებიანობა ჯერ კიდევ არ არის დადასტურებული და მიმდინარეობს პეტიციის შეტანა ბირთვული გავრცელების შეშფოთების გამო SILEX-ისთვის გაცემული ლიცენზიის გადახედვის მიზნით.[42] ასევე აცხადებენ, რომ ისრაელს აქვს ურანის გამდიდრების პროგრამა, რომელიც განთავსებულია ნეგევის ბირთვული კვლევის ცენტრის ადგილას, დიმონას მახლობლად.[43]

კოდური სახელი

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

მანჰეტენის პროექტის დროს, იარაღის გამოყენებისთვის ვარგის მაღალგამდიდრებულ ურანს მიენიჭა კოდური სახელი „ორალოი“ (oralloy — Oak Ridge alloy-ის შემოკლებული ვერსია), იმ ქარხნების მდებარეობის მიხედვით, სადაც ურანი გამდიდრდა.[44] ტერმინი „ორალოი“ დღემდე ზოგჯერ გამოიყენება გამდიდრებული ურანის აღსანიშნავად.

სქოლიო

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]
  1. ↑ Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "The NUBASE2020 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 45 (3) 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae.
  2. ↑ OECD Nuclear Energy Agency (2003). Nuclear Energy Today. OECD Publishing, გვ. 25. ISBN 978-92-64-10328-3. 
  3. ↑ IAEA. (2024-08-29) In Operation & Suspended Operation. ციტირების თარიღი: 2024-08-30
  4. ↑ Cochran (Natural Resources Defense Council), Thomas B.. (12 June 1997) Safeguarding Nuclear Weapon-Usable Materials in Russia. Proceedings of international forum on illegal nuclear traffic. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 22 July 2012.
  5. ↑ Kemp, R. Scott (April 2012). „The End of Manhattan: How the Gas Centrifuge Changed the Quest for Nuclear Weapons“. Technology and Culture (ინგლისური). 53 (2): 272–305. doi:10.1353/tech.2012.0046. ISSN 1097-3729.
  6. ↑ Nuclear Fuel Cycle Overview, Uranium milling. World Nuclear Association, update April 2021
  7. ↑ Radiological Sources of Potential Exposure and/or Contamination. U.S. Army Center for Health Promotion and Preventive Medicine (June 1999). ციტირების თარიღი: 1 July 2019
  8. 1 2 Olander, Donald R. (1981-01-01). „The theory of uranium enrichment by the gas centrifuge“. Progress in Nuclear Energy. 8 (1): 1–33. doi:10.1016/0149-1970(81)90026-3. ISSN 0149-1970. OSTI 1048246.
  9. ↑ Carter, John P.; Borrelli, R.A. (August 2020). „Integral molten salt reactor neutron physics study using Monte Carlo N-particle code“. Nuclear Engineering and Design. 365. doi:10.1016/j.nucengdes.2020.110718. S2CID 225435681. დამოწმებას აქვს ცარიელი უცნობი პარამეტრ(ებ)ი: |article-number= (დახმარება)
  10. ↑ Herczeg, John W.. (28 March 2019) High-assay low enriched uranium. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2022-10-09.
  11. ↑ „HALEU UF6 and SMR fuel fabrication“. Nuclear Engineering International. 30 June 2024. ციტირების თარიღი: 16 July 2024.
  12. ↑ Glaser, Alexander (6 November 2005). „About the Enrichment Limit for Research Reactor Conversion: Why 20%?“. The 27th International Meeting on Reduced Enrichment for Research and Test Reactors (RERTR. Princeton University. http://www.princeton.edu/~aglaser/2005aglaser_why20percent.pdf. წაკითხვის თარიღი: 18 April 2014.
  13. 1 2 Forsberg, C. W.; Hopper, C. M.; Richter, J. L.; Vantine, H. C.. Definition of Weapons-Usable Uranium-233. ORNL/TM-13517. Oak Ridge National Laboratories (March 1998). დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2 November 2013. ციტირების თარიღი: 30 October 2013
  14. ↑ Sublette, Carey. (4 October 1996) Nuclear Weapons FAQ, Section 4.1.7.1: Nuclear Design Principles – Highly Enriched Uranium. Nuclear Weapons FAQ. ციტირების თარიღი: 2 October 2010
  15. ↑ Mosteller, R.D. (1994). „Detailed Reanalysis of a Benchmark Critical Experiment: Water-Reflected Enriched-Uranium Sphere“ (PDF). Los Alamos Technical Paper (LA–UR–93–4097): 2. doi:10.2172/10120434. OSTI 10120434. დაარქივებულია (PDF) ორიგინალიდან — 2022-10-09. ციტირების თარიღი: 19 December 2007. ციტატა: „The enrichment of the pin and of one of the hemispheres was 97.67 w/o, while the enrichment of the other hemisphere was 97.68 w/o.“
  16. ↑ 你以为原子弹都是科学家造出来的吗？错！_澎湃号·政务_澎湃新闻-The Paper zh (2018-12-08). ციტირების თარიღი: 2025-06-21
  17. ↑ Nuclear Weapons FAQ. ციტირების თარიღი: 26 January 2013
  18. 1 2 Lei, Jia; Liu, Huanhuan; Zhou, Li; Wang, Yazhou; Yu, Kaifu; Zhu, Hui; Wang, Bo; Zang, Mengxuan; Zhou, Jian; He, Rong; Zhu, Wenkun (2023-09-01). „Progress and perspective in enrichment and separation of radionuclide uranium by biomass functional materials“. Chemical Engineering Journal. 471. doi:10.1016/j.cej.2023.144586. ISSN 1385-8947. დამოწმებას აქვს ცარიელი უცნობი პარამეტრ(ებ)ი: |article-number= (დახმარება)
  19. ↑ Von Hippel, Frank N.; Kahn, Laura H. (December 2006). „Feasibility of Eliminating the Use of Highly Enriched Uranium in the Production of Medical Radioisotopes“. Science & Global Security. 14 (2 & 3): 151–162. Bibcode:2006S&GS...14..151V. doi:10.1080/08929880600993071. S2CID 122507063.
  20. ↑ Uranium Enrichment. world-nuclear.org. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 1 July 2013. ციტირების თარიღი: 14 April 2013
  21. 1 2 3 4 Lodge Partners Mid-Cap Conference 11 April 2008. Silex Ltd (11 April 2008). დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2022-10-09.
  22. ↑ Adams, Rod. (24 May 2011) McConnell asks DOE to keep using 60-year-old enrichment plant to save jobs. Atomic Insights. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 28 January 2013. ციტირების თარიღი: 26 January 2013
  23. ↑ Paducah enrichment plant to be closed. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 12 June 2013. ციტირების თარიღი: 16 March 2026
  24. ↑ Manhattan Project: Processes > Uranium Isotope Separation > THERMAL DIFFUSION. ციტირების თარიღი: 2025-08-15
  25. 1 2 3 Weinberger, Sharon (28 September 2012). „US grants licence for uranium laser enrichment“. Nature. doi:10.1038/nature.2012.11502. S2CID 100862135. დამოწმებას აქვს ცარიელი უცნობი პარამეტრ(ებ)ი: |article-number= (დახმარება)
  26. 1 2 Slakey, Francis; Cohen, Linda R. (March 2010). „Stop laser uranium enrichment“. Nature. 464 (7285): 32–33. Bibcode:2010Natur.464...32S. doi:10.1038/464032a. PMID 20203589. S2CID 205053626. თარგი:ProQuest.
  27. ↑ F. J. Duarte and L. W. Hillman (Eds.), Dye Laser Principles (Academic, New York, 1990) Chapter 9.
  28. ↑ „GE Signs Agreement With Silex Systems of Australia To Develop Uranium Enrichment Technology“ (პრეს-რელიზი). GE Energy. 22 May 2006. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 14 June 2006.
  29. ↑ GE Hitachi Nuclear Energy Selects Wilmington, N.C. as Site for Potential Commercial Uranium Enrichment Facility. Business Wire (30 April 2008). დაარქივებულია ორიგინალიდან — 11 February 2013. ციტირების თარიღი: 30 September 2012
  30. ↑ Broad, William J. (20 August 2011). „Laser Advances in Nuclear Fuel Stir Terror Fear“. The New York Times. ციტირების თარიღი: 21 August 2011.
  31. ↑ „Uranium Plant Using Laser Technology Wins U.S. Approval“. The New York Times. 27 September 2012 – წარმოდგენილია Associated Press-ის მიერ.
  32. ↑ Snyder, Ryan (May 2016). „A Proliferation Assessment of Third Generation Laser Uranium Enrichment Technology“. Science & Global Security (ინგლისური). 24 (2): 68–91. doi:10.1080/08929882.2016.1184528. ISSN 0892-9882.
  33. ↑ Becker, E. W.; Ehrfeld, W.; Münchmeyer, D.; Betz, H.; Heuberger, A.; Pongratz, S.; Glashauser, W.; Michel, H. J.; Siemens, R. (1982). „Production of Separation-Nozzle Systems for Uranium Enrichment by a Combination of X-Ray Lithography and Galvanoplastics“. Naturwissenschaften. 69 (11): 520–523. Bibcode:1982NW.....69..520B. doi:10.1007/BF00463495. S2CID 44245091.
  34. ↑ Balakrishnan, M. R.. (1971) Economics of blending, a case study. Government of India, Atomic Energy Commission. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2022-10-09. ციტირების თარიღი: 7 November 2021
  35. ↑ US Atomic Energy Commission. (January 1961) Costs of nuclear power. Office of Technical Services, Dept of Commerce. ციტირების თარიღი: 7 November 2021
  36. ↑ Status Report: USEC-DOE Megatons to Megawatts Program. USEC.com (1 May 2000). დაარქივებულია ორიგინალიდან — 6 April 2001.
  37. ↑ Megatons to Megawatts (December 2013).
  38. ↑ Makhijani, Arjun; Chalmers, Lois; Smith, Brice (15 October 2004) Uranium enrichment. Institute for Energy and Environmental Research. 
  39. ↑ Australia's uranium - Greenhouse friendly fuel for an energy hungry world. Standing Committee on Industry and Resources. The Parliament of the Commonwealth of Australia (November 2006). ციტირების თარიღი: 3 April 2015
  40. ↑ „Q&A: Uranium enrichment“. BBC News. BBC. 1 September 2006. ციტირების თარიღი: 3 January 2010.
  41. ↑ „Laser enrichment could cut cost of nuclear power“. The Sydney Morning Herald. 26 May 2006.
  42. ↑ Weinberger, Sharon (2012-09-28). „US grants licence for uranium laser enrichment“. Nature (ინგლისური). doi:10.1038/nature.2012.11502. ISSN 1476-4687. S2CID 100862135.
  43. ↑ Israel's Nuclear Weapons Program. Nuclear Weapon Archive (10 December 1997). ციტირების თარიღი: 7 October 2007
  44. ↑ Strategic Air Command Declassifies Nuclear Target List from 1950s (22 December 2015). ციტატა: „Oralloy [Oak Ridge alloy] was a term of art for highly enriched uranium.“ ციტირების თარიღი: 27 November 2020
მოძიებულია „https://ka.wikipedia.org/w/index.php?title=გამდიდრებული_ურანი&oldid=5400283“-დან