Unduh PDF
Unduh PDF
Uranium digunakan sebagai sumber tenaga pada reaktor nuklir dan digunakan untuk membuat bom atom pertama, yang dijatuhkan di Hiroshima pada tahun 1945. [1] X Teliti sumber Uranium ditambang sebagai bijih yang disebut pitchblende , [2] X Teliti sumber dan terdiri dari beberapa isotop berat atom dan beberapa tingkat radioaktivitas yang berbeda. Untuk digunakan dalam reaksi fisi, jumlah isotop 235 U harus ditingkatkan ke kadar yang memungkinkan siap fisi pada reaktor atau bom. Proses ini disebut pengayaan uranium, dan ada beberapa cara untuk melakukannya.
Langkah
-
Tentukan akan digunakan untuk apa uranium tersebut. Sebagian besar uranium hasil tambang hanya mengandung sekitar 0,7 persen 235 U, dengan sebagian besar sisanya berupa isotop 238 U yang lebih stabil. [3] X Teliti sumber Jenis reaksi fisi yang ingin dibuat dengan uranium menentukan seberapa besar peningkatan 235 U yang harus dilakukan agar uranium dapat digunakan dengan efektif.
- Uranium yang digunakan pada sebagian besar mesin tenaga nuklir perlu diperkaya ke kadar 3-5 persen 235 U. [4] X Teliti sumber [5] X Teliti sumber [6] X Teliti sumber (Beberapa reaktor nuklir, seperti reaktor CANDU di Kanada dan reaktor Magnox di Britania Raya, didesain untuk menggunakan uranium yang tidak diperkaya. [7] X Teliti sumber )
- Sebaliknya, uranium yang digunakan untuk bom atom dan hulu ledak, perlu diperkaya sampai mencapai kadar 90 persen 235 U. [8] X Teliti sumber
-
Ubah bijih uranium menjadi gas. Sebagian besar metode pengayaan uranium yang saat ini ada memerlukan bijih uranium diubah menjadi gas bersuhu rendah. Gas fluor biasanya dipompakan ke dalam mesin pengubah bijih; gas uranium oksida bereaksi dengan fluor untuk menghasilkan uranium heksafluorida (UF 6 ). Gas kemudian diproses untuk memisahkan dan mengumpulkan isotop 235 U.
-
Memperkaya uranium. Bagian-bagian selanjutnya dalam artikel ini menjelaskan berbagai proses yang tersedia untuk memperkaya uranium. Dari semua proses, difusi gas dan pemusingan gas merupakan dua proses yang paling umum, tetapi proses pemisahan isotop laser diperkirakan akan menggantikan keduanya. [9] X Teliti sumber [10] X Teliti sumber
-
Ubah gas UF 6 menjadi uranium dioksida (UO 2 ). Setelah diperkaya, uranium perlu diubah ke bentuk padat yang stabil untuk digunakan sesuai keinginan.
- Uranium dioksida yang digunakan sebagai bahan bakar reaktor nuklir dibuat menjadi butir keramik inti yang dibungkus dalam tabung logam sehingga menjadi batang setinggi 4 m. [11] X Teliti sumber
Iklan
-
Pompakan gas UF 6 melalui pipa.
-
Pompakan gas melalui penyaring atau membran berpori. Karena isotop 235 U lebih ringan daripada isotop 238 U, UF 6 yang mengandung isotop yang lebih ringan akan terdifusi melalui membran dengan lebih cepat daripada isotop yang lebih berat.
-
Ulangi proses difusi sampai cukup banyak 235 U terkumpul. Difusi berulang disebut bertingkat. Bisa memerlukan sebanyak 1.400 kali penyaringan melalui membran berpori untuk mendapatkan cukup banyak 235 U untuk memperkaya uranium dengan baik. [12] X Teliti sumber
-
Kondensasi gas UF 6 menjadi bentuk cair. Setelah gas sudah cukup diperkaya, gas dikondensasi menjadi cairan, lalu disimpan di dalam wadah, di mana cairan itu akan mendingin dan memadat untuk dipindahkan dan dibuat menjadi butir bahan bakar.
- Karena banyaknya jumlah penyaringan yang diperlukan, proses ini intensif energi sehingga dihentikan. Di Amerika Serikat, hanya tinggal satu pabrik pengayaan difusi gas yang masih ada, berlokasi di Paducah, Kentucky. [13] X Teliti sumber
Iklan
-
Pasang sejumlah silinder berotasi kecepatan tinggi. Silinder ini merupakan pemusing. Pemusing dipasang dengan tatanan seri maupun paralel.
-
Alirkan gas UF 6 ke dalam pemusing. Pemusing menggunakan akselerasi sentripetal untuk mengirimkan gas yang mengandung 238 U yang lebih berat ke dinding silinder dan gas yang mengandung 235 U yang lebih ringan ke pusat silinder.
-
Ekstraksi kedua gas yang sudah terpisah.
-
Proses ulang kedua gas yang sudah terpisah di dalam dua pemusing terpisah. Gas kaya 235 U dikirim ke sebuah pemusing di mana 235 U masih diekstraksi lebih banyak lagi, sedangkan gas dengan kandungan 235 U yang sudah berkurang dialirkan ke dalam pemusing lain untuk mengekstraksi 235 U yang masih tersisa. Ini membuat proses pemusingan dapat mengekstraksi jauh lebih banyak 235 U daripada yang dapat diekstraksi oleh proses difusi gas. [14] X Teliti sumber
- Proses pemusingan gas pertama kali dikembangkan pada tahun 1940-an, tetapi tidak digunakan dalam penggunaan yang signifikan sampai tahun 1960-an, saat kemampuannya untuk melakukan proses pengayaan uranium dengan energi yang lebih rendah menjadi penting. [15] X Teliti sumber Saat ini, pabrik proses pemusingan gas di Amerika Serikat ada di Eunice, New Mexico. [16] X Teliti sumber Sebaliknya, Rusia saat ini memiliki empat buah pabrik jenis ini, Jepang dan Tiongkok masing-masing memiliki dua buah, sedangkan Britania Raya, Belanda, dan Jerman masing-masing memiliki satu buah. [17] X Teliti sumber
Iklan
-
Buat serangkaian silinder sempit yang tidak bergerak.
-
Injeksikan gas UF 6 ke dalam silinder dengan kecepatan tinggi. Gas ditembakkan ke dalam silinder dengan cara yang menyebabkan gas berputar seperti siklon, sehingga menghasilkan jenis pemisahan 235 U dan 238 U yang sama seperti dalam proses pemusingan berotasi.
- Satu metode yang dikembangkan di Afrika Selatan adalah dengan menginjeksikan gas ke dalam silinder secara berdampingan. Metode ini saat ini sedang diuji dengan isotop ringan seperti yang ditemukan pada silikon. [18] X Teliti sumber
Iklan
-
Cairkan gas UF 6 di bawah tekanan.
-
Buat sepasang pipa konsentrat. Pipa harus cukup tinggi, karena pipa yang lebih tinggi memungkinkan lebih banyak pemisahan isotop 235 U dan 238 U.
-
Lapisi pipa dengan lapisan air. Ini akan mendinginkan bagian luar pipa.
-
Pompakan UF 6 cair di antara pipa-pipa.
-
Panaskan pipa dalam dengan uap. Panas akan menyebabkan arus konveksi pada UF 6 yang akan menarik isotop 235 U yang lebih ringan ke arah pipa dalam yang lebih panas dan mendorong isotop 238 U yang lebih berat ke arah pipa luar yang lebih dingin.Iklan
-
Ionisasi gas UF 6 .
-
Lewatkan gas melalui medan magnet yang kuat.
-
Pisahkan isotop-isotop uranium terionisasi berdasarkan jejak yang tertinggal saat melalui medan magent. Ion 235 U meninggalkan jejak dengan lengkungan yang berbeda dari ion 238 U. Ion-ion tersebut dapat diisolasi untuk memperkaya uranium.
- Metode ini digunakan untuk memproses uranium untuk bom atom yang dijatuhkan di Hiroshima pada tahun 1945 dan juga merupakan metode pengayaan yang digunakan oleh Irak dalam program senjata nuklirnya pada tahun 1992. Metode ini memerlukan energi 10 kali lebih besar daripada difusi gas, sehingga tidak praktis untuk program pengayaan skala besar. [21] X Teliti sumber
Iklan
-
Atur laser ke warna tertentu. Sinar laser perlu sepenuhnya berupa satu panjang gelombang tertentu (monokromatik). Panjang gelombang ini hanya akan menarget atom 235 U, dan membiarkan atom 238 U tidak terpengaruh.
-
Sorotkan sinar laser ke uranium. Tidak seperti proses pengayaan uranium lain, Anda tidak harus menggunakan gas uranium heksafluorida, meskipun sebagian besar proses laser menggunakannya. Anda juga dapat menggunakan aloi uranium dan besi sebagai sumber uranium, yang memang digunakan pada proses Pemisahan Isotop Laser Uap Atom ( Atomic Vapor Laser Isotope Separation /AVLIS).
-
Ekstraksi atom uranium dengan elektron tereksitasi. Ini akan menjadi atom 235 U.Iklan
Tips
- Beberapa negara memproses ulang bahan bakar nuklir yang sudah terpakai untuk mengembalikan uranium dan plutonium di dalamnya yang terbentuk selama proses fisi. Uranium terproses ulang harus dihilangkan dari isotop 232 U dan 236 U yang terbentuk saat fisi, dan jika diperkaya, harus diperkaya ke kadar yang lebih tinggi daripada uranium “segar” karena 236 U menyerap neutron sehingga menghambat proses fisi. Oleh karena itu, uranium terproses ulang harus disimpan terpisah dari uranium yang baru diperkaya untuk pertama kali. [22] X Teliti sumber
Iklan
Peringatan
- Uranium hanya memancarkan radioaktif lemah; namun, saat diproses menjadi gas UF 6 , itu menjadi zat kimia toksik yang bereaksi dengan air untuk membentuk asam hidrofluorat korosif. (Asam ini umumnya disebut “asam etsa” karena digunakan untuk mengetsa kaca.) [23] X Teliti sumber Oleh karena itu, pabrik pengayaan uranium memerlukan tindakan perlindungan yang sama seperti pabrik kimia yang bekerja dengan fluor, yang meliputi menjaga gas UF 6 tetap berada di bawah tekanan rendah hampir sepanjang waktu dan menggunakan tingkat penahanan ekstra di area yang memerlukan tekanan tinggi. [24] X Teliti sumber
- Uranium yang diproses ulang harus disimpan di dalam pelindung tebal, karena 232 U di dalamnya terurai menjadi elemen yang memancarkan radiasi gama yang kuat. [25] X Teliti sumber
- Uranium yang diperkaya biasanya hanya dapat diproses ulang sebanyak satu kali. [26] X Teliti sumber
Iklan
Referensi
- ↑ http://www.atomicheritage.org/history/science-behind-atom-bomb
- ↑ http://www.britannica.com/EBchecked/topic/462007/pitchblende
- ↑ http://www.nrc.gov/materials/fuel-cycle-fac/ur-enrichment.html
- ↑ http://www.cnn.com/2013/11/20/world/gallery/uranium-enrichment-explainer/
- ↑ http://www.nrc.gov/materials/fuel-cycle-fac/ur-enrichment.html
- ↑ http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Conversion-Enrichment-and-Fabrication/Uranium-Enrichment/
- ↑ http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Conversion-Enrichment-and-Fabrication/Uranium-Enrichment/
- ↑ http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Conversion-Enrichment-and-Fabrication/Uranium-Enrichment/
- ↑ http://www.nrc.gov/materials/fuel-cycle-fac/ur-enrichment.html
- ↑ http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Conversion-Enrichment-and-Fabrication/Uranium-Enrichment/
- ↑ http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Conversion-Enrichment-and-Fabrication/Uranium-Enrichment/
- ↑ http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Conversion-Enrichment-and-Fabrication/Uranium-Enrichment/
- ↑ http://www.nrc.gov/materials/fuel-cycle-fac/ur-enrichment.html
- ↑ http://www.nrc.gov/materials/fuel-cycle-fac/ur-enrichment.html
- ↑ http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Conversion-Enrichment-and-Fabrication/Uranium-Enrichment/
- ↑ http://www.nrc.gov/materials/fuel-cycle-fac/ur-enrichment.html
- ↑ http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Conversion-Enrichment-and-Fabrication/Uranium-Enrichment/
- ↑ http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Conversion-Enrichment-and-Fabrication/Uranium-Enrichment/
- ↑ http://www.atomicarchive.com/History/mp/p2s6.shtml
- ↑ http://www.globalsecurity.org/wmd/intro/u-thermal.htm
- ↑ http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Conversion-Enrichment-and-Fabrication/Uranium-Enrichment/
- ↑ http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Conversion-Enrichment-and-Fabrication/Uranium-Enrichment/
- ↑ http://emedicine.medscape.com/article/773304-overview
- ↑ http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Conversion-Enrichment-and-Fabrication/Uranium-Enrichment/
- ↑ http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Conversion-Enrichment-and-Fabrication/Uranium-Enrichment/
- ↑ http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Conversion-Enrichment-and-Fabrication/Uranium-Enrichment/
Tentang wikiHow ini
Halaman ini telah diakses sebanyak 9.558 kali.
Iklan
