铀同位素富集
铀同位素富集
uranium isotope，enrichment of
使天然铀中的铀235 转变为浓缩铀的物理过程。利用原子量为235的铀同位素， 在中子作用下裂变放出的能量是核能利用的主要途径 。在天然铀中，99％以上为铀238同位素，铀235的丰度仅为0.71％。在原子弹的核装料中，铀235的丰度应在90％以上；即使在轻水堆型核电站的核燃料中，铀235的丰度也要在3％左右。因此，利用核能的前提是要把铀235在天然铀中富集成浓缩铀。 由于铀同位素的化学性质相同，原子质量数大 ，而同位素质量数差别小，所以铀235的富集是一个昂贵而又复杂的物理过程，而浓缩工厂就成为核工业中的一个重要组成部分。
工业规模铀同位素富集的方法主要有两种：①气体扩散法。利用两种同位素分子气体在相同的热平衡态下，通过孔径远小于分子平均自由程的多孔膜时，较轻同位素分子在膜后的丰度会稍有增加的原理。②气体离心法。利用在高速转筒中产生的离心力场，造成不同质量的同位素分子气体在转筒中径向分布的差异，然后利用气体在轴向环流逆流中的倍增效应，使同位素分离效率增大的原理。从能耗来说，后一种方法较前者少一个量级，但前者技术成熟早，投产在先，至今这两种方法仍为世界上生产浓缩铀的主流方法。另一种正在研究的方法 ，是利用激光有选择地激发铀235原子，再加以收集。它能否成为下一代的工业化方法，取决于技术难关的克服和经济上是否合算。