우라늄은 어떻게 폭탄을 만들기 위해 풍부합니까?

강화 된 우라늄은 동위 원소 U-235의 높은 비율을 가진 우라늄이며, 이는 천연 우라늄의 약 .72% 만 구성합니다.정상적인 우라늄은 U-238이라고하며, 여기서 숫자는 원자 핵에서 핵 (양성자 및 중성자)의 양을 나타냅니다.U-235는 고르지 않은 양의 양성자와 중성자를 가지므로 열 중성자로부터 약간 불안정하고 핵분열 (분할)에 취약합니다.연쇄 반응으로 핵분열 공정을 진행하는 것은 원자력 및 핵무기의 기초입니다.

U-235는 정상 우라늄과 동일한 화학적 특성을 가지며 1.26% 가벼우므로 두 가지를 분리하는 것은 상당히 어려울 수 있습니다.이 프로세스는 일반적으로 에너지 집약적이고 비용이 많이 들기 때문에 소수의 국가만이 지금까지 산업 규모를 달성 할 수 있었던 이유입니다.원자로 등급 우라늄을 만들려면 U-235%의 3-4%가 필요하지만 무기 등급 우라늄은 90% U-235 이상으로 구성되어야합니다.우라늄 분리를위한 9 가지 기술이 있지만 일부는 다른 사람들보다 확실히 더 잘 작동하지만, 2 차 세계 대전 동안 미국 2 차 세계 대전 동안 연구자들이 동위 원소 분리를 처음 추구했을 때 일련의 기술이 사용되었습니다.첫 번째 단계는 열 확산으로 구성되었습니다.얇은 온도 구배를 도입함으로써 과학자들은 U-235 입자가 열 영역을 향해 더 가벼운 U-235 입자와 더 차가운 영역으로 더 무거운 U-238 분자를 동원 할 수있었습니다.이것은 다음 단계, 전자기 동위 원소 분리를위한 공급 물질의 제조 일 뿐이었다.이온 이온화 우라늄은 강한 자기장에 의해 구부러진 상태에서 가속되었다.가벼운 U-235 원자는 약간 더 편향되었고, U-238 원자는 약간 더 적습니다.이 과정을 여러 번 반복함으로써 우라늄이 풍부해질 수 있습니다.이 기술은 히로시마를 파괴 한 어린 소년 폭탄의 풍부한 우라늄을 만드는 데 사용되었습니다.이 접근법은 우라늄 헥사 플루오 라이드 가스를 반 투과성 막을 통해 밀어 넣었으며, 이는 두 동위 원소를 서로 약간 분리시켰다.이전 기술과 마찬가지로,이 과정은 상당한 양의 U-235를 분리하기 위해 여러 번 수행해야했을 것입니다.가벼운 U-235 원자는 원심 분리기의 외벽쪽으로 약간 우선적으로 밀려서 추출 할 수있는 곳에 집중했다.다른 모든 기술과 마찬가지로, 작동하려면 여러 번 수행해야합니다.이러한 방식으로 우라늄을 정화하는 전체 시스템은 많은 원심 분리기를 사용하고 원심 분리기 캐스케이드라고합니다.ZIPPE 원심 분리기는 동위 원심을 분리하기 위해 열뿐만 아니라 원심 분리력을 사용하는 전통적인 원심 분리기에서보다 진보 된 변형입니다. 우라늄 분리의 다른 기술에는 공기 역학적 공정, 레이저 분리, 혈장 분리 및 화학 기술이 포함됩니다.산화/환원 반응에서 원자가를 변화시키기 위해 두 동위 원소 성향에서 매우 약간의 차이를 이용합니다.