Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Беккер Е. -> "Обогащение урана" -> 106

Обогащение урана - Беккер Е.

Беккер Е. Обогащение урана — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 320 c.
Скачать (прямая ссылка): obogoshenieurna1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 100 101 102 103 104 105 < 106 > 107 108 109 110 111 112 .. 136 >> Следующая

Двойная отклоняющая система может быть прежде всего использована для уменьшения, без дополнительных экономических затрат, полной энергоемкости, а следовательно, и абсолютной стоимости завода.
ГЛАВА 6
ЛАЗЕРНЫЕ МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ УРАНА
К- П. Робинсон, Р. Дж. Дженсен
В течение 70-х годов появились многочисленные предложения применить для разделения изотопов урана новую технологию, которая базируется на использовании лазерного излучения. В результате лазерного воздействия на молекулы, содержащие уран или свободные атомы урана, происходят различные химические или физические превращения, которые и лежат в основе разделения изотопов этого элемента. Для новой технологии характерно разнообразие схем и подходов. В предлагаемой главе приведен обзор основных методов разделения изотопов с помощью лазеров, проведено обсуждение физических процессов, лежащих в их основе, предполагаемых технологических режимов и сформулированы основные требования к лазерам, используемым для разделения изотопов. В главе приведены также некоторые соображения
254
по масштабированию процессов разделения изотопов и стоимостным оценкам предполагаемого промышленного производства.
6.1. ВВЕДЕНИЕ И ИСТОРИЧЕСКИИ ОБЗОР
Идеология использования селективных фотохимических реакций для разделения изотопов урана восходит, по крайней мере„ к временам Манхеттенского проекта [6.1]. Ранним направлением работ было исследование возможностей проведения селективных реакций в растворах различных соединений урана при облучении их селективно отфильтрованным солнечным светом. Успех этих исследований был невелик, и они были приостановлены в пользу других методов, таких как электромагнитный, термо- и масс-диф-фузионный, начавших давать положительные результаты.
Принципиальные концепции фотохимического разделения изотопов были сформулированы в 50-х годах при проведении многочисленных работ по фотохимическому получению изотопа 204Hg —-отличного хладоагента для ядерных реакторов [6.2—6.11].
Потребность в дополнительных мощностях по разделению изотопов урана и совершенствование лазеров стимулируют детальный пересмотр всех методов разделения изотопов, включая фотохимические процессы. Обсуждение технико-экономических показателей новой лазерной технологии должно производиться с позиций хорошо известных достижений методов газовой диффузии и центрифугирования [6.12]. Эти процессы и их характеристики обсуждались в этой книге ранее. Можно назвать четыре важнейших положения, сочетание которых в одном процессе необходимо для обеспечения его экономической приемлемости:
1) высокий коэффициент разделения в одной стадии а. Учитывая все возрастающую стоимость исходного сырья закиси-оки-си урана U308, желательно в одной стадии извлекать из сырья весь 235U или, другими словами, удалять 79 % 238U в виде чистого отвала. Это позволило бы оставить весь 235U в потоке продукта, имеющего концентрацию 235U примерно 3,2 %;
2) высокая производительная способность. Разделительная мощность трех газодиффузионных заводов США равна примерно 18 900 кг в сутки продукта с 3,2% содержанием изотопа 235U, что соответствует первой ступени потоку питания 1 кг/с. Это определяет для конкурирующих технологий высокие плотности и большие скорости входного питающего потока. Несмотря на то что коэффициент разделения для электромагнитного процесса (калютрона) в 104 раз выше, чем при газодиффузионном процессе, высокая производительность и надежность делают газовую диффузию более предпочтительным процессом;
3) простота оборудования и приемлемые размеры разделительных устройств;
4) высокий энергетический КПД.
Удобным масштабом при определении энергетической эффективности процесса разделения изотопов является энтропия смеше-
255
ния заданной массы разделяемого вещества. Так, энтропия смешения 1 кг Z35U со 138 кг 238U, в результате чего получается 139 кг урана с природным содержанием изотопов, равна примерно 60 кДж. Энергия, затрачиваемая на разделение изотопов этой массы вещества методом газовой диффузии, примерно в 107 раз выше. Естественным требованием к любому новому процессу разделения является уменьшение энергетических затрат.
Многие предлагаемые процессы могут удовлетворить то или иное условие, и тем не менее при разработке новых процессов удовлетворение всех требований не обязательно. Возрастание цены на энергию выдвигает на первое место п. 4. Истощение природных источников уранового сырья сделает главным требование глубокого извлечения (п. 1, 2).
Изобретение лазеров в 1960 г. создало предпосылки для обращения к фотохимии как основе промышленных процессов. Высокая интенсивность, монохроматичность излучения и приемлемая эффективность лазеров явились основой для успешных лабораторных демонстраций химических реакций, инициированных лазерным излучением. В разд. 6.4 показано, что большое число таких химических превращений может быть использовано для разделения изотопов. При этом оказываются действенными как традиционная фотохимическая техника, так и некоторые новые методы, ставшие возможными лишь благодаря использованию лазеров. Раздел 6.3 посвящен применению лазеров для получения атомных ионов.
Предыдущая << 1 .. 100 101 102 103 104 105 < 106 > 107 108 109 110 111 112 .. 136 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed