우라늄은 어떻게 폭탄을 만들기 위해 풍부합니까?

농축 우라늄은 동위 원소 U-235의 높은 비율을 가진 우라늄이며, 이는 천연 우라늄의 약 0.72% 만 구성합니다. 정상적인 우라늄은 U-238이라고하며, 여기서 숫자는 원자 핵에서 핵 (양성자 및 중성자)의 양을 나타냅니다. U-235는 고르지 않은 양의 양성자와 중성자를 가지므로 열 중성자로부터 약간 불안정하고 핵분열 (분할)에 취약합니다. 연쇄 반응으로 핵분열 공정을 진행하는 것은 원자력 및 핵무기의 기초입니다.

U-235는 정상 우라늄과 동일한 화학적 특성을 가지며 1.26% 가벼우므로이 둘을 분리하는 것은 상당히 어려울 수 있습니다. 이 프로세스는 일반적으로 에너지 집약적이고 비용이 많이 들기 때문에 소수의 국가만이 지금까지 산업 규모를 달성 할 수 있었던 이유입니다. 원자로 등급 우라늄을 만들려면 U-235%의 3-4%가 필요하지만 무기 등급 우라늄은 90% U-235 이상으로 구성되어야합니다. 적어도 9 가지 기술이 있습니다우라늄 분리, 일부는 다른 사람들보다 확실히 더 잘 작동하지만

2 차 세계 대전 동안 미국은 연구자들이 동위 원소 분리를 처음 추구했을 때 일련의 기술이 사용되었습니다. 첫 번째 단계는 열 확산으로 구성되었습니다. 얇은 온도 구배를 도입함으로써 과학자들은 U-235 입자가 열 영역을 향해 더 가벼운 U-235 입자와 더 차가운 영역으로 더 무거운 U-238 분자를 동원 할 수있었습니다. 이것은 다음 단계, 전자기 동위 원소 분리를위한 공급 물질의 준비 일뿐입니다.

전자기 동위 원소 분리는 우라늄을 증발시킨 다음 이온화하여 양전하로 이온을 생성하는 것을 포함합니다. 이온 이온화 우라늄은 강한 자기장에 의해 구부러진 상태에서 가속되었다. 가벼운 U-235 원자는 약간 더 편향되었고, U-238 원자는 약간 더 적습니다. 이 과정을 여러 번 반복함으로써 우라늄이 풍부해질 수 있습니다. 이 기술은 S를 만드는 데 사용되었습니다히로시마를 파괴 한 어린 소년 폭탄을위한 풍부한 우라늄의 OME.

냉전 동안, 기체 확산 농축 기술에 유리하게 전자기 동위 원소 분리가 포기되었다. 이 접근법은 우라늄 헥사 플루오 라이드 가스를 반 투과성 막을 통해 밀어 넣었으며, 이는 두 동위 원소를 서로 약간 분리시켰다. 이전 기술과 마찬가지로이 과정은 상당한 양의 U-235를 분리하기 위해 여러 번 수행해야했을 것입니다.

현대 강화 기술은 원심 분리기를 사용합니다. 가벼운 U-235 원자는 원심 분리기의 외벽쪽으로 약간 우선적으로 밀려서 추출 할 수있는 곳에 집중했다. 다른 모든 기술과 마찬가지로, 작동하려면 여러 번 수행해야합니다. 이러한 방식으로 우라늄을 정화하는 전체 시스템은 많은 원심 분리기를 사용하고 원심 분리기 캐스케이드라고합니다. 지프 원심 분리기는 열뿐만 아니라 원심력을 사용하는 전통적인 원심 분리기에서보다 진보 된 변형입니다.동위 원소를 분리하십시오.

우라늄 분리의 다른 기술에는 공기 역학적 공정, 다양한 레이저 분리 방법, 혈장 분리 및 화학 기술이 포함되며, 이는 산화/환원 반응에서의 가치를 변화시키기 위해 두 동위 원소의 성향에 약간의 차이를 활용하는 화학 기술이 포함됩니다.

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