Cтраница 3
В газодиффузионном методе на сжатие газа затрачивается большая механическая энергия, которая рассеивается при протекании газа через пористую перегородку. Поэтому газодиффузионный метод экономически проигрывает в сравнении с методами дистилляции и химического обмена при разделении тех элементов, для которых последние два метода имеют удовлетворительные коэффициенты разделения. Хотя коэффициенты разделения в газодиффузионном методе уменьшаются с увеличением атомного веса элементов, уменьшение это происходит не так быстро, как в других методах. Вот почему именно этот метод применяется для разделения урана. [31]
Развитие изотопных технологий в период гонки вооружений было связано, главным образом, с масштабным производством урана-235. В 1949 г. в СССР было начато под руководством академика И. К. Кикоина промышленное производство урана-235 газодиффузионным методом. [32]
В реальных условиях эффективное удельное потребление энергии оказывается более высоким, чем дает формула (3.152) или (3.155) для минимальных значений. Давления Р и Р на входе в компрессор и выходе из него в действительности не равны давлениям на входе и выходе из него. Полные потери энтальпии на ступени оценивают, прибавляя к соответствующим формуле (3.153) потерям вследствие изотермической диффузии изотерм ( неизбежным в газодиффузионном методе) все прочие потери энтальпии в узлах и деталях ступени; эти потери должны поддерживаться на таком низком уровне, на каком это возможно. Потери в компрессоре обусловлены неэффективностью лопаток и подшипников, а также трением на стенках, и они проявляются в том, что выходящий газ приобретает температуру, более высокую, чем при адиабатическом сжатии. [33]
Для разделения изотопов был применен также метод дистилляции, получивший название молекулярной дистилляции. В этом методе жидкость испаряется на нагретой поверхности в условиях глубокого вакуума и конденсируется на расположенной рядом холодной поверхности. Степень разделения зависит не от равновесия системы жидкость - пар, а от скорости испарения. Но значения коэффициентов одноступенчатого разделения приблизительно равны таковым для газодиффузионного метода разделения изотопов. Хотя в лабораторном масштабе была показана возможность разделения изотопов лития, ртути и урана, до сих пор не появилось сообщений о практическом использовании этого метода. [34]
Стоимость обогащения урана методом газовой диффузии высока. В настоящее время ( 1986 г.) она превышает 125 дол. При действующих на мировом рынке ценах затраты на обогащение урана сравнимы со стоимостью природного урана, расходуемого на получение обогащенного. Освоенная в ряде стран технология разделения изотопов урана методом центрифугирования более экономична, чем газодиффузионным методом, она позволяет уже теперь - при наличии малых мощностей - снизить затраты на разделительную работу до 90 дол / ЕРР и ниже. [35]
![]() |
Исследовательская установка по изучению испарения урана и конденсации уранового пара ( Программа SILVA, Франция. [36] |
К этому времени, с 1966 по 1983 г., на разработку центрифужной технологи было ассигновано - 2 5 млрд долл. Конкурс был объявлен с целью сосредоточения бюджетных средств на одной, более продвинутой, технологии и доведения ее до уровня промышленного внедрения - на замену постепенно вырабатывающему свой физический ресурс газодиффузионному методу. [37]
Для получения в прямоугольном каскаде 120 кг в час ( - 1000 т в год) обогащенного ( до 3 %) продукта при х 0 2 % нужно подавать на питание F 660 кг в час природного продукта. Было подсчитано, что для этой цели при е 0 0017 потребуется - 1605 ступеней. Необходимая суммарная разделительная работа равна 4 3 млн. ЕРР в год. Непрерывная циркуляция таких газовых потоков вызывает огромные затраты электроэнергии: - 2750 кВт - ч на 1 ЕРР, и для данного каскада они составят - 12 - 109 кВт - ч в год. Этим и объясняется столь высокая энергоемкость газодиффузионного метода обогащенного урана. [38]
Поэтому, когда они находятся в газообразной форме, атомы U-235 будут Двигаться быстрее атомов U-238. Из этого следует, что их можно разделить с помощью серии диффузионных фильтров. В этой форме молекула, содержащая U-235, всего на 1 процент легче такой же молекулы с U-238; но даже столь малой разницы достаточно, чтобы разделить их газодиффузионным методом. [39]