什么是气体离心机?

在自然界中,铀含有不到1%的易裂变同位素铀235(U-235)。核爆炸物需要浓缩铀少20%的U-235。理想情况下,使用U-235超过90%。为了提高U-235相对于更普遍的U-238的百分比,**对铀进行处理或“富集”。一种浓缩铀的技术就是使用气体离心机
 
气体离心机包括一个真空壳体,该壳体包含一个在几乎无摩擦的环境中高速旋转的圆柱形转子。铀以旋转的六氟化铀(UF 6)2的形式进入转子。
 
离心力推动较重的铀238(U-238)接近转子壁,而不是较轻的U-235。靠近壁面的气体在U-235中消耗殆尽,而靠近转子轴线的气体富集在U-235中。
 
气流可以通过离心机长度上的温度梯度产生。 在U-235中消耗的UF 6在转子壁附近向上流动,而在U-235中富集的UF 6向下流动靠近轴线。两股气流通过称为“勺子”的小铲子移除。
 
单个离心机的浓缩效果很小,因此它们通过管道连接成级联。经过级联的连续离心机后,U-235逐渐富集到所需水平。对于民用应用,含约0.7%U-235的天然铀富集到约3-5%的U-235,贫化铀含有约0.2-0.3%U-235。对于军事应用,通常生产含有20%以上U-235的高浓缩铀(HEU)。
 
一旦开始,现代离心机运行超过10年,无需维护。离心机工艺的一个优点是能耗低。