РАЗДЕЛЕНИЕ ИЗОТОПОВ УРАНА. Природный уран состоит из трех изотопов: урана-234 (0,0056%), урана-235 (0,7184%) и урана-238 (99,276%).
Очень трудно разделить неуловимо малые количества изотопов, еще труднее — набрать достаточное их количество для изготовления атомной бомбы или использования в ядер ном реакторе.
Наиболее продуктивным оказался следующий метод. Из физики известно, что молекулы любой смеси газов имеют в среднем одну и ту же кинетическую энергию. Но это вовсе не означает, что все они движутся с одной и той же скоростью. Одни молекулы, в результате многочисленных столкновений движутся быстрее, другие — медленнее, более легкие молекулы — вообще движутся быстрее, чем более тяжелые. Движущиеся быстрее легкие молекулы поэтому и чаще налетают на стенки сосуда, в котором заключена смесь газов, создавая в нем различное давление: более высокое для легких молекул, более низкое — для тяжелых. Если одну из стенок сосуда изготовить из вещества с множеством микроскопических пор, то за некоторый отрезок времени из такого сосуда уле тучится наружу несколько больше легких молекул газа, чем тяжелых. Просочившийся и собранный снаружи газ окажется на какую-то долю легче, чем оставшийся в сосуде. Ш0 Такое избирательное проникновение более легких молекул | газа через пористые стенки сосуда называют диффузионным разделением.
Однако этот, кстати сказать, очень медленный процесс практически осуществляется в том случае, если более легкий газ будет проникать сквозь перегородку только в одном направлении — наружу — и не сможет возвращаться обратно. Для этого сосуд должен состоять из двух отделений. В первом отделении газ находится под несколько повышенным давлением, из второго отделения он непрерывно откачивается. Если составить батарею из большого числа таких двойных сосудов, разделенных каждый пористой перегородкой, и заставить подлежащий разделению газ последовательно проходить все эти сосуды (ячейки) один за другим, допустим через несколько тысяч ячеек, то к концу такого многотруд ного путешествия в нем окажутся только самые легкие моле кулы газа.
Чтобы использовать этот способ для разделения изотопов природного урана, последний нужно превратить в газ. Едйц-
ственное газообразное соединение урана — гексафторид — шестифтористый уран который и используют для разделения природной смеси изотопов урана-238 и урана 235
Другой метод разделения изотопов урана разработав в ФРГ Струя газа состоящего из 95% гелия и 5% шестифто-ристого урана под большим давлением нагнетается в трубку, двигаясь по которой она приобретает сверхзвуковую скорость В конце трубки струя гаяа попадает в изгиб поворачивающий ее на 180 градусов, рассеивается и попадает на перегородку разделяющую струю на две неравные части. При этом внутренняя часть струи содержит несколько больше атомов более легкого изотопа урана-235 чем внешняя Проходя последовательно через несколько тысяч таких трубок, газ все больше и больше обогащается делящимся изотопом — ураном-235 пока не достигнет пригодной для использования степени насыщения
В последнее время разработав еще один промышленный метод разделения изотопов урана — центрифугирование. По этому способу газообразный шестифтористый уран поступает в центрифугу вращающуюся со скоростью 300— 500 об/сек При jtom более тяжелые изотопы — у ран-238-— отбрасываются к стенкам центрифуги а более легкие изотопы - уран 235 — концентрируются в ее центре Разделенная таким образом струя газа поступает в следующую центрифугу в которой уже несколько обогащенный легким изотопом газ обогащается еще больше Этот процесс, так же как и все описанные выше требует последовательного пропускания струи шестифтористого урана через несколько тысяч центрифуг, прежде чем он достигнет требуемой степени обогащения делящимся изотопом — ураном-235
Каждый из этих методов имеет свои достоинства и недостатки, в частности большой расход электрической энергии. Тщательнее других разработан и наиболее часто до сих пор применяется метод газодиффузионного разделения.