Proces separace vírů Helikon - Helikon vortex separation process - Wikipedia

The Proces separace vírů Helikon je aerodynamický obohacování uranu proces navržený kolem zařízení zvaného a vírová trubice. Paul Dirac pomyslel na myšlenku oddělení izotopů a pokusil se vytvořit takové zařízení v roce 1934 v laboratoři Peter Kapitza v Cambridge.[1] Jiné metody separace byly v té době praktičtější, ale tato metoda byla navržena a použita v Jižní Afrika pro výrobu paliva v reaktoru s a uran-235 obsah přibližně 3–5% a 80–93% obohaceného uranu pro použití v nukleární zbraně. Uranium Enrichment Corporation of South Africa, Ltd. (UCOR) vyvinul proces provozováním zařízení v Pelindaba (známá jako rostlina „Y“) k produkci stovek kilogramů HEU. Procesy aerodynamického obohacování vyžadují velké množství elektřiny a nejsou obecně považovány za ekonomicky konkurenceschopné kvůli vysoké spotřebě energie a podstatným požadavkům na odstraňování odpadní teplo. Jihoafrický závod na obohacování uranu byl zjevně uzavřen.[Citace je zapotřebí ]

Proces

V procesu separace vírů směs hexafluorid uranu plyn a vodík se vstřikuje tangenciálně do trubice na jednom konci tryskami nebo otvory, rychlostmi blízkými rychlost zvuku. Trubice se zužuje na malý výstupní otvor na jednom nebo obou koncích. Toto tangenciální vstřikování plynu vede ke spirálovitému nebo vířivému pohybu uvnitř trubice a na protilehlých koncích vírové trubice jsou odebírány dva proudy plynu; odstředivá síla poskytující izotopový oddělení. Spirálový vířící tok se rozpadá za vstupem přívodu v důsledku tření o stěnu trubky. V důsledku toho je vnitřní průměr trubky zúžený, aby se snížil rozpad rychlosti víření proudu. Tento proces je charakterizován oddělovacím prvkem s velmi malým stádiem řezu (poměr toku produktu k plnicímu toku) asi 1/20 a vysokými provozními tlaky.

Vzhledem k extrémně obtížné instalatérské práce k propojení fází dohromady byl design vyvinut do techniky kaskádového designu (přezdívaná Helikon), ve které je 20 separačních fází sloučeno do jednoho modulu a všech 20 fází sdílí společnou dvojici axiální kompresory. Základním požadavkem na úspěch této metody je, aby axiální kompresory úspěšně přenášely paralelní proudy různých izotopových složení bez významného míchání. Typický modul Helikon se skládá z velké válcové ocelové nádoby, ve které je uloženo 20 separačních sestav, spolu se dvěma kompresory (jeden namontovaný na každém konci) a dvěma vodou chlazenými Tepelné výměníky.

Výhod tohoto procesu je nedostatek kritičnost vzhledem k vysoce zředěné surovině a vhodnosti pro dávkové zpracování. To znamená, že rostliny typu Helikon mohou být relativně malé, což z této technologie dělá šíření jaderných zbraní.

Viz také

Reference

  1. ^ Farmelo, Graham (2009). The Strangest Man: The Hidden Life of Paul DIrac. New York: Základní knihy. str.248 -9, 307, 311, 313–4, 321, 431. ISBN  978-0-465-02210-6.

externí odkazy