Enriquecimiento De Uranio
Páginas: 14 (3285 palabras)
Publicado: 12 de octubre de 2011
Enriquecimiento de uranio
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Las gráficas representan las proporciones relativas de 238U (en azul) y de 235U (en rojo) a los diferentes niveles de enriquecimiento.
El enriquecimiento es el proceso al que es sometido el uranio natural para aumentar la proporción de núcleidos de 235U y obtener uranio enriquecido.
El uranio enriquecido tiene un contenido en 235U ha sido incrementadoa través de un proceso de separación de isótopos. El uranio natural se compone principalmente delisótopo 238U, con una proporción en peso de alrededor del 0,7 % de 235U, el único isótopo en cantidad apreciable existente en la naturaleza que es fisionable medianteneutrones térmicos.
Puesto que los diferentes isótopos del uranio son químicamente indistinguibles (la corteza electrónica de todosellos tiene la misma estructura), es necesario aprovechar las diferencias en propiedades físicas como la masa (mediante difusión gaseosa o centrifugación) o las pequeñas diferencias en las energías de transición entre niveles de los electrones (mediante excitación diferencial con láser) para aumentar la proporción de 235U con respecto al valor que se encuentra en la naturaleza (0.7%).
El procesode enriquecimiento (o separación de 235U) se aplica tras haber separado el uranio de las impurezas por medios químicos. En el método históricamente utilizado a escala industrial, la difusión gaseosa, el uranio se encuentra en forma de hexafluoruro de uranio. Tras el enriquecimiento, el hexafluoruro de uranio es transformado en plantas químicas especiales en dióxido de uranio, material cerámico quese utiliza finalmente como combustible en los reactores nucleares.
Las técnicas necesarias para el enriquecimiento son suficientemente complejas como para necesitar un laboratorio avanzado y de importantes inversiones de capital, pero lo suficientemente sencillas como para estar al alcance de prácticamente cualquier país del mundo.
En las condiciones de operación de los reactorescomerciales de agua ligera, el 235U presenta una sección eficaz de fisión mayor que los otros nucleidos del uranio. Para conseguir una tasa de fisiones suficientemente alta como para mantener la reacción en cadena es necesario aumentar la proporción del nucleído 235Uranio en el combustiblenuclear de tales centrales.
Puesto que los distintos isótopos del uranio son indistinguibles químicamente, losprocedimientos para enriquecer el uranio se basan en otras propiedades físicas como la diferencia de masa o las sutiles diferencias en las energías de las transiciones electrónicas.
En la diferencia de masas se basan el método de difusión a través de membranas y los calutrones. En las diferencias en los niveles energéticos se basa la separación por láser.
En el Proyecto Manhattan al uranioenriquecido se le denominó en código oralloy, abreviatura de Oak Ridge alloy (aleación), por la planta en la que el uranio era enriquecido. El término oralloy todavía se usa en ocasiones para referirse al uranio enriquecido.
El 238U que permanece tras el enriquecimiento es conocido como uranio empobrecido (DU=depleted uranium, en inglés), y es considerablemente menos radiactivo que incluso el uranionatural, a pesar de que es extremadamente denso y útil para vehículos blindados y armas para atravesar blindajes y otras aplicaciones en las que se requiera una alta densidad.
Grados [editar]
Uranio altamente enriquecido (Highly enriched uranium (HEU)) [editar]
El uranio altamente enriquecido tiene una concentración superior al 20% de 235U.
El uranio fisible en las armas nuclearesnormalmente contiene 85% o más de 235U conocido como "nivel para armas" (weapons-grade), a pesar de que para un arma muy poco eficiente el 20% sería suficiente (lo que se denomina "utilizable para armas"); incluso se defiende que aún con menos porcentaje sería suficiente, pero entonces la masa nuclear crítica que se requeriría crecería rápidamente. La presencia de demasiada concentración del...
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Las gráficas representan las proporciones relativas de 238U (en azul) y de 235U (en rojo) a los diferentes niveles de enriquecimiento.
El enriquecimiento es el proceso al que es sometido el uranio natural para aumentar la proporción de núcleidos de 235U y obtener uranio enriquecido.
El uranio enriquecido tiene un contenido en 235U ha sido incrementadoa través de un proceso de separación de isótopos. El uranio natural se compone principalmente delisótopo 238U, con una proporción en peso de alrededor del 0,7 % de 235U, el único isótopo en cantidad apreciable existente en la naturaleza que es fisionable medianteneutrones térmicos.
Puesto que los diferentes isótopos del uranio son químicamente indistinguibles (la corteza electrónica de todosellos tiene la misma estructura), es necesario aprovechar las diferencias en propiedades físicas como la masa (mediante difusión gaseosa o centrifugación) o las pequeñas diferencias en las energías de transición entre niveles de los electrones (mediante excitación diferencial con láser) para aumentar la proporción de 235U con respecto al valor que se encuentra en la naturaleza (0.7%).
El procesode enriquecimiento (o separación de 235U) se aplica tras haber separado el uranio de las impurezas por medios químicos. En el método históricamente utilizado a escala industrial, la difusión gaseosa, el uranio se encuentra en forma de hexafluoruro de uranio. Tras el enriquecimiento, el hexafluoruro de uranio es transformado en plantas químicas especiales en dióxido de uranio, material cerámico quese utiliza finalmente como combustible en los reactores nucleares.
Las técnicas necesarias para el enriquecimiento son suficientemente complejas como para necesitar un laboratorio avanzado y de importantes inversiones de capital, pero lo suficientemente sencillas como para estar al alcance de prácticamente cualquier país del mundo.
En las condiciones de operación de los reactorescomerciales de agua ligera, el 235U presenta una sección eficaz de fisión mayor que los otros nucleidos del uranio. Para conseguir una tasa de fisiones suficientemente alta como para mantener la reacción en cadena es necesario aumentar la proporción del nucleído 235Uranio en el combustiblenuclear de tales centrales.
Puesto que los distintos isótopos del uranio son indistinguibles químicamente, losprocedimientos para enriquecer el uranio se basan en otras propiedades físicas como la diferencia de masa o las sutiles diferencias en las energías de las transiciones electrónicas.
En la diferencia de masas se basan el método de difusión a través de membranas y los calutrones. En las diferencias en los niveles energéticos se basa la separación por láser.
En el Proyecto Manhattan al uranioenriquecido se le denominó en código oralloy, abreviatura de Oak Ridge alloy (aleación), por la planta en la que el uranio era enriquecido. El término oralloy todavía se usa en ocasiones para referirse al uranio enriquecido.
El 238U que permanece tras el enriquecimiento es conocido como uranio empobrecido (DU=depleted uranium, en inglés), y es considerablemente menos radiactivo que incluso el uranionatural, a pesar de que es extremadamente denso y útil para vehículos blindados y armas para atravesar blindajes y otras aplicaciones en las que se requiera una alta densidad.
Grados [editar]
Uranio altamente enriquecido (Highly enriched uranium (HEU)) [editar]
El uranio altamente enriquecido tiene una concentración superior al 20% de 235U.
El uranio fisible en las armas nuclearesnormalmente contiene 85% o más de 235U conocido como "nivel para armas" (weapons-grade), a pesar de que para un arma muy poco eficiente el 20% sería suficiente (lo que se denomina "utilizable para armas"); incluso se defiende que aún con menos porcentaje sería suficiente, pero entonces la masa nuclear crítica que se requeriría crecería rápidamente. La presencia de demasiada concentración del...
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