і ізотопів урану, з В«ДифузійноїВ» точки зору можна розглядати як суміш двох газів з дуже близькими молекулярними масами - 349 (235 + 19.6) і 352 (238 + 19.6). Максимальний теоретичний коефіцієнт поділу на одній дифузійної щаблі для газів, настільки незначно відрізняються за молекулярною масою, дорівнює всього 1,0043. У реальних умовах ця величина ще менше. Виходить, що підвищити концентрацію урану-235 від 0,72 до 99% можна тільки за допомогою кількох тисяч дифузійних ступенів. Тому заводи з розділення ізотопів урану займають територію в кілька десятків гектарів. Площа пористих перегородок в розділових каскадах заводу - величина приблизно того ж порядку.
Коротко про інших изотопах
У природний уран, крім урану-235 і урану-238, входить уран-234. Зміст цього рідкісного ізотопу виражається числом з чотирма нулями після коми. Набагато доступніше штучний ізотоп - уран-233. Його отримують, опромінюючи в нейтронном потоці ядерного реактора торій:
232 90 Th + 1 0 n в†’ 233 90 Th - (ОІ - ) в†’ 233 91 Pa - (О’ - ) в†’ 233 92 U.
За всіма правилами ядерної фізики уран-233, як ізотоп непарний, ділиться тепловими нейтронами. І найголовніше, у реакторах з ураном-233 може відбуватися (і відбувається) розширене відтворення ядерного пального. У звичайному реакторі на теплових нейтронах! Розрахунки показують, що при вигорянні в торієвому реакторі кілограма урану-233 в ньому ж має накопичитися 1,1 кг нового урану-233 (у результаті захоплення нейтронів ядрами торію).
Уран-торієвий цикл в реакторах на теплових нейтронах - головний конкурент уран-плутонієвого циклу відтворення ядерного пального в реакторах на швидких нейтронах ... Власне, тільки через це віднесли до числа стратегічних матеріалів елемент № 90 - торій.
Інші штучні ізотопи урану не грають помітної ролі. Варто згадати ще лише про уран-239 - першому ізотопі в ланцюзі перетворень уран-238 в†’ плутоній-239. Його період напіврозпаду всього 23 хвилини. p> Ізотопи урану з масовим числом більше 240 в сучасних реакторів не встигають утворитися. Занадто мало часу життя урану-240, і він розпадається, не встигнувши захопити нейтрон.
У надпотужних нейтронних потоках термоядерного вибуху ядро ​​урану за мільйонну частку секунди встигає захопити до 19 нейтронів. При цьому народжуються ізотопи урану з масовими числами від 239 до 257. Про їх існування дізналися по появі в продуктах термоядерного вибуху далеких трансуранових елементів - нащадків важких ізотопів урану. Самі В«засновники родуВ» занадто нестійкі до бета-розпаду і переходять до вищих елементи задовго до вилучення продуктів ядерних реакцій з перемішаної вибухом породи.
У сучасних теплових реакторах згоряє уран-235. У вже існуючих реакторах на швидких нейтронах звільняється енергія ядер поширеного ізотопу - ура...
