Аэродинамические процессы

В 1970‑х гг. до стадии демонстрации были доведены две аэродинамические технологии. В одном методе применяется сопло (Бразилия), в другом вихревая трубка (Южная Африка). Ни один пока не применяется в заметном масштабе.

Технологии основаны на том, что высокоскоростной газовый поток UF₆ вынужден совершить поворот с очень малым радиусом кривизны, в результате чего градиент давления аналогичен создаваемому в центрифуге. Легкие фракции концентрируются ближе к центру, тяжелые – внешней стороне. Необходимы тысячи ступеней для достижения обогащения урана. Оба процесса энергоемки - более 3000 кВт‑ч/ЕРР.

В основе метода разделительного сопла, разрабатываемого в ФРГ с 1970 г. для обогащения урана, основан на явлении диффузия под действием центробежных сил. В результате расширения (степень расширения ~4) в сильно изогнутом т.н. сопле Беккера струя газообразного гексафторида урана (5 %) в смеси с водородом или гелием (95 %) приобретает большую скорость. Под влиянием центробежных сил потоки легкой фракции (обогащенной ²³⁵U) и потоки тяжелой фракции (обедненной ²³⁵U) разделяются и далее по своим каналам отбираются двухступенчатым компрессором. Первичный коэффициент обогащения методом сопла в несколько раз выше, чем при газодиффузионном методе, но и потребление электроэнергии в 2 раза больше.

Схема, иллюстрирующая принцип действия разделительного сопла

Изготовление разделительных ячеек (сопл) требует очень высокой точности исполнения и обеспечения размеров, измеряемых микронами (радиус кривизны 50‑100 мкм и т. п.). Разделительный, выполненный из сплава магния и алюминия, имеет длину 2 м и внешний диаметр 100 мм.

Аэродинамические процесса разрабатывается фиромой Klydon в Южной Африке. Там применяют неподвижные стенки центрифуг, а гексафторид урана UF₆ вводится тангенциально. Ожидается коэффициент разделения 1,1 в одной ступени и энергоемкостью 500 кВт‑ч/ЕРР, а в дальнейшем 1,15 и усеньшение энергоемкости. Прогнозируют стоимость обогащения 100 $/ЕРР.

Дата добавления: 2014-11-16