
該故事於9月5日下午6:20更新。
既然唐納德·特朗普總統已將美國從與伊朗的核協議中退出,世界各地的人們都在想中東國家是否會投入其能量來建造核武器。
但是,如果伊朗的領導層確實決定追捕原子彈,研究人員將如何獲得足夠的鈾(關鍵成分)?
鈾富集是建造核武器的關鍵步驟之一。只有某種類型的鈾在核反應堆和炸彈中起作用。將這種類型的鈾與更常見的品種分開需要大量的工程技能,儘管它需要做的技術已經過去了。挑戰不是要弄清楚如何分離鈾,而是在構建和運行任務所需的設備。 [世界末日:地球可以結束的9種真實方式這是給出的
鈾原子,就像每個元素的原子一樣,在自然界中都出現在稱為同位素的品種中。 (每種同位素的核中有不同數量的中子。)鈾235是一種不到純天然鈾的同位素,為核反應堆和核彈提供了燃料,而荷蘭238(Youanium-238),這是一種核工具和核工具的99%的同位素。阿爾尼,伊利諾伊州。
它們分離的關鍵是鈾235的原子的重量低於鈾238的原子。
分開在每個自然樣品中都存在的少量鈾235鈾礦田納西州橡樹嶺國家實驗室的同位素生產計劃經理Jeff Binder說,工程師首先使用化學反應將鈾變成天然氣。
然後,將氣體放入離心管中 - 圓柱管會大小或更大的人。每根管都以令人難以置信的高速旋轉,將較重的鈾238氣體分子拉到管子的壁,使較輕的鈾235氣體分子更靠近軸或管中心,可以將它們泵出它們,並告訴它們。
每次氣體是旋轉,僅從混合物中除去少量的鈾238氣體,因此管子串聯使用。 Binder說,每個離心機都會拉出一點鈾238,然後將稍微精製的氣體混合物轉到下一個管子上,依此類推,直到數十萬旋轉後,管中剩餘的氣體幾乎完全由鈾235組成。
“你知道印第安納·瓊斯(Lost of the Lost Ark)的終結存儲東西而且您看不到它的結尾嗎?這些建築物就是這樣,”傑里·克萊因(Jerry Klein)說,他是橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)的業務經理,當時現場科學首次報導。其中成千上萬。”
克萊因說,在通過許多離心機步驟將氣態鈾235分開後,工程師使用另一種化學反應將氣體鈾轉化回固體金屬。然後可以將這種金屬形狀用於反應堆或炸彈。 [摧毀地球的十大方法這是給出的
Nietert說,由於每個步驟僅將少量淨化鈾氣體混合物淨化,所以國家只能負擔運行設計至最高效率水平的離心機。否則,即使產生少量的純鈾235也變得非常昂貴。
設計和製造這些離心管需要一定水平的投資和技術知識超越觸手可及尼采說,在許多國家中。 Nietert說,這些管需要特殊類型的鋼或複合材料來承受極端的旋轉壓力,必須完全圓柱體才能最大化效率,並且由專用機器製造,幾乎像試管本身一樣難以建造。
為了使將鈾分開的努力呈現為透視的榜樣,以美國落在廣島上的炸彈的建造為例。美國需要137磅(62公斤)的鈾235做炸彈,根據“原子彈的製造”(Simon&Schuster,1995)。
尼采說,將這137磅與近4噸鈾礦石分開發生在世界上最大的建築中,並利用了整個國家的10%的電力。根據“原子彈製造”的說法,建造該結構的人花了20,000人建造了該結構,並在1944年經營該設施,並在1944年花費了超過5億美元。在2018年美元中約為72億美元,根據勞工統計局。
編者註:此故事的更新是為了澄清離心機過程的工作原理。這個故事最初於2010年5月18日發布,並於2018年5月8日更新。現場科學。