ウランは爆弾を作るためにどのように濃縮されますか？

ry濃縮されたウランはウランであり、同位体U-235の割合が高く、天然ウランの約.72％しか構成されていません。正常なウランはU-238と呼ばれ、その数はその原子核の核子（陽子と中性子）の量を意味します。U-235には不均一な量の陽子と中性子があり、それをわずかに不安定にし、熱中性子からの核分裂（分裂）を受けやすくしています。連鎖反応として進行するために核分裂プロセスを取得することは、核エネルギーと核兵器の基礎です。u-235は正常なウランと同一の化学的性質を持ち、1.26％軽量であるため、2つを分離することは非常に難しい可能性があります。プロセスは通常、非常にエネルギー集約型でコストがかかるため、これまでのところ産業規模で達成できたのはわずかな国だけでした。反応器グレードのウランを作るには、3〜4％のU-235パーセントが必要ですが、武器グレードのウランは90％U-235以上で構成されている必要があります。ウラン分離には少なくとも9つの技術がありますが、一部は間違いなく他のものよりもうまく機能します。最初の段階は熱拡散で構成されていました。薄い温度勾配を導入することにより、科学者はより軽いU-235粒子を熱の領域に向けて、より重いU-238分子を冷たい領域に向けて導くことができます。これは、次の段階の飼料材料の調製、電磁同位体分離です。次に、イオン化されたウランは、強い磁場によって曲がって加速されました。より軽いU-235原子はわずかに偏向しましたが、U-238原子はわずかに少なくなりました。このプロセスを何度も繰り返すことで、ウランは豊かになる可能性があります。この手法は、ヒロシマを破壊した小さな男の子の爆弾の濃縮ウランを作るために使用されました。このアプローチは、2つの同位体を互いにわずかに分離した半透過性膜を介して、ウランヘキサフルオリドガスを押し出しました。以前の手法と同様に、このプロセスは、かなりの量のU-235を分離するために何度も実行する必要がありました。軽いU-235原子は、遠心分離機の外壁に向かってわずかに優先的に押し込まれ、それらを抽出できる場所に集中します。他のすべてのテクニックと同様に、機能するには何度も実行する必要があります。このようにウランを浄化する完全なシステムは、多くの遠心分離機を利用し、遠心カスケードと呼ばれます。Zippe遠心分離機は、同位体を分離するために熱と遠心力を利用する伝統的な遠心分離機のより高度なバリアントです。これは、酸化/還元反応の価数を変化させる2つの同位体の傾向に非常にわずかな違いを利用しています。