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送交者: 2013年02月25日05:46:02 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话

什么是铀浓缩的气体离心法

出自: http://www.fyjs.cn 作者: xuxuhui 2013-2-25 复制链接

众所周知，能够用于发电的核燃料的主要成分是铀的同位素：铀-235，核武器一般使用浓度在90%以上的铀，而核电站则使用浓度4%-6%的铀。而天然铀矿石中的铀-235含量极低，所以必须使用一定的方法提高铀-235的浓度，这个过程就是铀浓缩。

除了目前还在实验室中的几种新型铀浓缩方法，曾用于制造核武器的铀浓缩方法有四种，而用于为商业核电站提供燃料的铀浓缩方法则只有气体扩散法和气体离心法两种。其中，气体扩散法虽然产能很大，也是冷战时代几个强国制造核武器时的首选方法，但是其缺点是耗电量巨大，且分离效率较低。早期由于发电用的低浓度铀多为核武器生产过程中产生，所以其成本过高的问题可以忽略。但是在今天，商业化的核电站必须考虑降低成本的问题。于是，冷战期间苏联首先开发的气体离心法成为了核大国的主要铀浓缩方法。这种方法耗电只有气体扩散法的十分之一，也有一些试图跨过核门槛的第三世界国家采用这一方法。这些国家主要是通过向俄罗斯购买的较早期的离心机或走私关键部件来实现铀浓缩的。

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气体离心法的主要难点在于离心机的制造，进入离心机的六氟化铀(UF6)气体温度高达2000摄氏度，离心机的内筒要在高度真空环境下高速运转，其线速度达到音速。而且离心机必须长时间连续工作，如果在工作期间停转就会前功尽弃，而且由于每个离心机单独生产的铀产量很小，一个铀浓缩设施一般会用几千到上万，甚至数万台离心机同时工作。这对于机械可靠性、材料技术等都提出了极高的要求，尤其是离心机的转子材料极其特殊，目前世界上还只有极少数国家可以独立研制。

前苏联为了大量生产核武器，在60年代率先完成了离心机的设计制造并且建设了规模宏大的铀浓缩工厂。到70-80年代，欧洲铀浓缩公司也完成了自己的离心机。美国由于可以与欧洲共享该技术，因此并未单独开发铀浓缩离心机，欧洲铀浓缩公司在美国建造的大型离心机单机每年可以生产200-600千克浓缩铀，而欧洲铀浓缩公司的小型浓缩铀离心机的产量俄只有3-30千克/ 年。

铀浓缩离心机也有潜在的军事用途，图为伊朗的铀浓缩设施，据报道这些是俄罗斯的第二代铀浓缩离心机

矿石到燃料棒-欧洲铀浓缩公司的核燃料生产过程图解

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