Cascadas de centrifugadoras de uranio Foto cortesía del Laboratorio Nacional de Oak Ridge El uranio es un elemento similar al hierro. Como el hierro excavas el mineral de uranio del suelo y luego lo procesas para extraer el uranio puro del mineral. Cuando termine de procesar el mineral de uranio, lo que tienes es óxido de uranio . El óxido de uranio contiene dos tipos (o isótopos ) de uranio:U-235 y U-238. El U-235 es lo que necesita si desea fabricar una bomba o alimentar una planta de energía nuclear. Pero el óxido de uranio de la mina es aproximadamente un 99 por ciento de U-238. Por lo tanto, debe separar de alguna manera el U-235 del U-238 y aumentar la cantidad de U-235. El proceso de concentración del U-235 se llama enriquecimiento , y las centrifugadoras son una parte central del proceso.
El U-235 pesa un poco menos que el U-238. Aprovechando esta diferencia de peso, puede separar el U-235 y el U-238. El primer paso es hacer reaccionar el uranio con ácido fluorhídrico , un ácido extremadamente poderoso. Después de varios pasos, tu creas el gas hexafluoruro de uranio .
Ahora que el uranio está en forma gaseosa, es más fácil trabajar con él. Puedes poner el gas en un centrífugo y girarlo. La centrífuga crea una fuerza miles de veces más poderosa que la fuerza de la gravedad. Debido a que los átomos de U-238 son ligeramente más pesados que los átomos de U-235, tienden a moverse hacia las paredes de la centrífuga. Los átomos de U-235 tienden a permanecer más hacia el centro de la centrífuga.
Aunque es solo una ligera diferencia en las concentraciones, cuando extrae el gas del centro de la centrífuga, tiene un poco más de U-235 que antes. Coloca este gas ligeramente concentrado en otra centrífuga y hace lo mismo. Si haces esto miles de veces, puede crear un gas altamente enriquecido en U-235. En una planta de enriquecimiento de uranio, miles de centrifugadoras están encadenadas juntas en largos cascadas .
Al final de una larga cadena de centrifugadoras, tiene gas hexafluoruro de uranio que contiene una alta concentración de átomos de U-235.
La creación de las centrifugadoras es un gran desafío tecnológico. Las centrífugas deben girar muy rápidamente, en el rango de 100, 000 rpm . Para girar tan rápido las centrifugadoras deben tener:
Cumplir con estos tres requisitos ha estado fuera del alcance de la mayoría de los países. El reciente desarrollo de económicos, El equipo de mecanizado de alta precisión controlado por computadora ha facilitado un poco las cosas. Por eso, más países están aprendiendo a enriquecer uranio en los últimos años.
Ahora necesita convertir el gas hexafluoruro de uranio en uranio metálico. Haz esto agregando calcio. El calcio reacciona con el fluoruro para crear una sal, y el uranio metálico puro queda atrás. Con este metal U-235 altamente concentrado, puedes fabricar una bomba nuclear o alimentar un reactor nuclear.
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