在鈾的濃縮工藝方面，目前潛力很大�，F(xiàn)在主要的濃縮方法，還是美國第二次世界大戰(zhàn)期間發(fā)展起來的氣體擴散法。由于氟元素只有一種同位素，所以采用氣體擴散法時，先將天然鈾制成六氟化鈾氣體。精制、提純后的六氟化鈾氣體，由壓縮機驅(qū)動通過多孔擴散膜。擴散機上*關(guān)鍵的部件是擴散膜。擴散膜上每平方厘米的面積內(nèi)，有幾億個直徑約十萬分之幾毫米的微孔。鈾－238與鈾－235組成的六氟化鈾氣體分子，有微小的質(zhì)量差別。用壓縮機強迫這些氣體通過擴散機里的擴散膜時，鈾－235組成的氣體分子由于輕，每一次通過擴散膜的比例，比鈾－238組成的氣體分子通過的比例略微大一些。每一組擴散膜組成一個分離級。但是，每經(jīng)過一級擴散，鈾235的濃縮度增長系數(shù)為1．0043（增加千分之4．3）。要經(jīng)過相當多級的擴散分離，才可能獲得濃縮的鈾。例如，要將天然鈾濃縮到3％的濃縮 度，要經(jīng)過上千個這樣的串聯(lián)的分離級。如果要將濃縮度提高到90％以上，則要經(jīng)過三、四千個分離級。但是氟化物的腐蝕性很強，數(shù)以千計的擴散級要消耗大量的貴重材料，運 行時消耗的電力也很多。一噸分離功，要消耗250萬度電。公斤分離功、噸分離功都是分離能力的量度。濃縮時消耗分離功的多少，與原料、尾料及產(chǎn)品中鈾－235的含量及產(chǎn)品數(shù)量有關(guān)。原料和尾料中鈾－235含量越低，產(chǎn)品中鈾－235濃縮度越高，產(chǎn)品的數(shù)量越多，則需要的分離功越大，反之亦然。要從5．48噸天然鈾中分離出一噸3％濃縮度的鈾，并要求尾料中鈾－235濃度為0．2％，至少需要4．306噸分離功。一個一百萬千瓦的輕水堆電站，每年要消耗百多噸分離功。用擴散法獲得這些分離功所需的電力為兩億度以上。目前美國有橡樹嶺、帕杜卡、樸茨茅斯三個擴散廠，年分離能力17000噸分離功，相當于年產(chǎn)90％高濃鈾75噸或3％低濃鈾3900噸。很顯然，如果我們要建一個生產(chǎn)能力為每年一噸分離功的擴散廠是不經(jīng)濟的。由于擴散廠分離級多，所以要年分離能力達到五千到九千噸分離功的規(guī)模才經(jīng)濟。這樣大規(guī)模的擴散廠，建設(shè)周期十多年。現(xiàn)在擴散法正逐漸淘汰，美國已于1985年關(guān)閉一座擴散廠。

        作為第二代濃縮鈾生產(chǎn)方法的離心法，目前正在發(fā)展之中。離心法是將六氟化鈾氣體通過高速旋轉(zhuǎn)的空心圓筒。當圓筒直徑為十厘米時，每分鐘轉(zhuǎn)速達六到十萬轉(zhuǎn)。在如此大的轉(zhuǎn)速下，稍重的鈾－238組成的六氟化鈾氣體分子，由于離心力大而聚集在筒壁附近的較多，稍輕的鈾－235組成的氣體分子，則較多地集中在筒中央?yún)^(qū)。生產(chǎn)3％濃縮度所需的串聯(lián)級
，只及擴散法的幾十分之－，大約是幾十個。因而電能的消耗大約是擴散法的十分，經(jīng)濟規(guī)模也只及擴散廠的十分，所以建造周期短，可以在決定建造核電站的同時開始建造離心廠。

        離心法的主要問題是，高速旋轉(zhuǎn)的離心機使圓筒離心力大。由于材料的限制，離心機尺度不能太大，它每臺的生產(chǎn)能力遠低于擴散機。在相同生產(chǎn)規(guī)模的情況下，離心機的數(shù)量比擴散機多幾十倍以上。因而投資比相同規(guī)模的擴散廠高30％，而且離心機容易損壞。但由于耗電少等原因，產(chǎn)品成本比擴散廠仍低30％。離心廠的尾料中鈾－235只占0．1％。七十年代初，離心法已在歐州建廠。美國計劃在樸茨茅斯建造的第四座擴散廠，1977年也當機立斷改為離心廠，設(shè)計的年分離能力為8800噸分離功，超過前三座總和的一半。

         被稱為第三代濃縮法的激光法，目前發(fā)展很快，有取代離心法的趨勢。激光是一種單色性很強的人造光源，波長分布范圍很窄，方向性很強，能量非常集中。鈾－238與鈾－235原子核的質(zhì)量不同，因而原子核外的電子殼層結(jié)構(gòu)也有細微的差別。這種微小的差別，使它們能吸收不同波長的光。用激光法濃縮鈾，就是以特定波長的激光，有選擇性地激發(fā)鈾-235的原子或分子，然后再用物理或化學(xué)方法，將它與未受激發(fā)的鈾－238分離。與此相適應(yīng)，有原子激光法和分子激光法。美國現(xiàn)已選定原子激光法建立中間試驗工廠。理論上只需一次分離，就可以將鈾－235和鈾－238分開。因而激光分離廠占地面積小，它的每單位分離功的基建投資和電能消耗只有擴散法的十分，它濃縮后的尾料中，鈾－235的含量只有0．03－0．1％。和擴散法、離心法相比，激光法的生產(chǎn)成本。美國能源部己作出決定，跳過離心法，集中力量實現(xiàn)激光法的商用。因此，樸茨茅斯離心廠部分投產(chǎn)后又停了下來。和美國類似，法國和其他一些國家也已采取措施，打算將激光法作為主要發(fā)展方向。

         現(xiàn)在化學(xué)分離法也取得了－些進展。由于不同同位素的原子核內(nèi)中子數(shù)的不同引起的微小差別，它們的化學(xué)反應(yīng)速率也略不相同�；瘜W(xué)分離同位素的方法，正是以反應(yīng)速率的微小差別為基礎(chǔ)而建立的。由于輕元素的同位素之間的化學(xué)反應(yīng)速率差別大，所以化學(xué)法*早在輕同位素的分離中得到了運用。四十年代后，美國用它分離鈾的同位素時，由于分離系數(shù)太低，分離時間太長，以至不少化學(xué)家認為，這種方法不能用于重同位素的分離。但是由于法國及日本科學(xué)家的努力，近年來用化學(xué)分離法濃縮鈾已取得了一些進展。1977年5月，法國核對外政策委員會宣布，法國巳掌握了濃縮鈾的化學(xué)分離法。1983年日本旭化成工業(yè)公司已開始建造化學(xué)法濃縮鈾的中間工廠�；瘜W(xué)法也不需要用腐蝕性很強的六氟化鈾氣體，只要用天然鈾或貧鈾溶液即可，因而設(shè)備壽命長�；瘜W(xué)法的特點是，設(shè)備比較簡單，可以稍快地濃縮出動力堆用的低濃鈾，如果想濃縮出核武器裝料用的高濃鈾，則由于會達到臨界，產(chǎn)生裂變鏈式反應(yīng)等原因，往往是不可以的。因而采用化學(xué)法不用擔心會轉(zhuǎn)為軍用，有助于減少制造核武器的可能性�；瘜W(xué)法濃縮后的尾料中鈾－235的含量為0．1％。能量消耗比激光法還低。不過化學(xué)法分離系數(shù)小，分離速度慢，鈾原料在生產(chǎn)過程中的滯留量太大，影響資金周轉(zhuǎn)。除日本仍在繼續(xù)研究外，法國已停止了。到目前為止，擴散法還在濃縮鈾生產(chǎn)中占很大比重。估計到九十年代初美國已積累七十萬噸擴散后的尾料。如果將這些貧鈾中鈾－235的含量由現(xiàn)有的0．25％下降到0．1％，則可以得到14．5萬噸天然鈾。一座100萬千瓦的輕水堆核電站，在它三十年壽期內(nèi)，消耗天然鈾5

以上資料由www.xiangyikj.com 長沙駿逸實驗儀器有限公司轉(zhuǎn)載提供，供您學(xué)習(xí)參考！

長沙駿逸儀器有限公司是專業(yè)生產(chǎn)制造離心機、實驗室儀器的高科技企業(yè)。

長沙駿逸儀器有限公司擁有一批經(jīng)驗豐富的高級工程技術(shù)人員，專業(yè)從事離心機的設(shè)計、開發(fā)和生產(chǎn)。

長沙駿逸儀器有限公司生產(chǎn)、技術(shù)骨干均是多年從事離心機的設(shè)計行業(yè)的精英。

長沙駿逸儀器有限公司所生產(chǎn)高速冷凍離心機;冷凍離心機;大容量離心機;高速離心機;低速離心機產(chǎn)品品種齊全，全系列離心機實現(xiàn)無刷化，技術(shù)、性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠。歡迎垂詢!

地  址：湖南省長沙市望城坡    郵編： 410205
電  話：0731-4742228

傳  真：0731-2641558

聯(lián)系人：楊先生13574189676    loveself520@yahoo.com.cn

               田先生13974991641     tkyong888@yahoo.com.cn

網(wǎng)  址：www.xiangyikj.com

000噸。所以上述14．5萬噸天然鈾，可以滿足29座100萬千瓦的輕水堆電站三十年的需要。

原創(chuàng)作者：長沙駿逸實驗儀器有限公司