Gaszentrifugenverfahren und Diffusionsverfahren // Urananreicherung

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1 Antwort

Problem: Uran kommt in natürlicher Form zu größten Teilen mit dem Isotop 238 daher. Das ist aber schlecht, weil das nicht (so einfach) zu spalten ist. In kleineren Mengen ist das gewünschte Isotop 235 vorhanden. Das soll angereichert werden. Isotope lassen sich chemisch nicht trennen, es muss daher eine pyhsikalische Methode gefunden werden. Der Massenunterschied zwischen 235 und 238 ist relativ gering, deshalb ist diese Anreicherung schwierig.

Im Grunde basieren beide Methoden, Diffusionsverfahren und Gaszentrifugenverfahren, darauf, dass Uran 235 leichter ist. Weil Uran als Element schwer flüchtig ist, stellt man das Hexafluorid her: UF6 hat einen Sublimationspunkt von knapp über 55°C und bei Raumtemperatur (25°C) bereits einen Dampfdruck von über 150 hPa.

Beim Diffusionsverfahren lässt man UF6 durch eine Membran diffundieren. Das Hexafluorid von Uran 235 ist etwas leichter (und deshalb beweglicher) und geht deshalb geringfügig schneller durch diese Membran. Das macht man mehrmals, so dass sich das Verhältnis der beiden Hexafluoride ausreichend hin zum Uran 235 hin verschoben hat.

Bei dem Gaszentrifugenverfahren benutzt man statt der Membran eine Zentrifuge. Aufgrund der unterschiedlichen Gewichte gibt es eine unterschiedliche Zentripetalkräfte, das Hexafluorid des Uran 238 lagern sich eher am Rand, das des Uran 235 eher an der Achse ab. Solche Zentrifugen werden mehrfach hintereinander geschaltet, um das gewünschte Isotop anzureichern.

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