Centrífuga de gas

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Centrífuga de gas  : un dispositivo para la separación (separación) de gases con diferentes pesos moleculares .

Las más conocidas son las centrífugas de gas para la separación de isótopos , principalmente el método moderno de enriquecimiento de uranio con el isótopo 235 U para energía nuclear y armas nucleares . Antes del enriquecimiento, la mezcla natural de isótopos de uranio se convierte en fase gaseosa como hexafluoruro de uranio .

Se logra un alto grado de separación utilizando muchas centrífugas de gas individuales ensambladas en una cascada, lo que permite un mayor enriquecimiento constante de uranio-235 a costos de energía significativamente más bajos en comparación con el proceso de separación de isótopos en cascada por difusión utilizado anteriormente. La tecnología de centrifugación de gas representa hoy en día la forma más económica de separar isótopos de uranio [1] , utiliza mucha menos energía que otros métodos y tiene muchas otras ventajas.

Historia

En 1919, Lindemann y Aston propusieron el uso de una centrífuga para separar isótopos. [2] [3] La primera separación práctica de isótopos por centrifugación se llevó a cabo en 1936. [4] Sin embargo, la complejidad tecnológica de optimizar la tecnología centrífuga ha llevado a la preferencia por la tecnología de difusión de gas. En la URSS , en 1940, los empleados de la UFTI F. Lange , V. A. Maslov y V. S. Spinel presentaron una solicitud para el "Método de preparación de una mezcla de uranio enriquecida con uranio con un número de masa de 235. Centrífuga de múltiples cámaras", para la cual se emitió un certificado de derechos de autor No. 6359с. [5] [6] Sobre la base de estas ideas en 1942-1943, Lange construyó y probó una centrífuga experimental multicámara en Ufa. [7] [8] [9] [10]

En la URSS en 1946-1952. Las centrífugas se dedicaban a un grupo de " trofeo " científicos alemanes dirigidos por el Dr. Max Steenbeck , desplazado por la NKVD en 1945 a NII-5 en Sukhumi . [11] . Las condiciones de trabajo en Sujumi en esos años y los logros en la creación de una centrifugadora de gas en funcionamiento en 1952 se describen en detalle en las memorias de N. F. Lazarev, quien en esos años, siendo técnico en el grupo Steenbeck, trabajó en estrecha colaboración con el Dr. Gernot . Zippe [12] En enero de 1951, los resultados del trabajo sobre el desarrollo de una centrífuga de gas se informaron en una reunión del Consejo Técnico, y en septiembre de 1952, parte del grupo Steenbeck se transfirió de Sujumi a Leningrado , a la Oficina de Diseño. de la planta Kirov . En 1953, se suspendió la participación del grupo en estos trabajos y en 1956 los científicos regresaron a Alemania. Los recuerdos de estos trabajos también se pueden encontrar en el profesor P.E. Suetin (más tarde rector de la Universidad de los Urales (1976-1993)). En 1952, era estudiante de posgrado de E. M. Kamenev.

K. Steenbeck - desarrolló hasta cierto punto la idea opuesta. Decidió construir una centrífuga muy larga (unos 300 cm) porque su poder de separación es proporcional a su longitud. El rotor de la centrífuga era una docena y media de piezas de un tubo de paredes delgadas conectadas por fuelles flexibles. La centrífuga se mantenía en posición vertical mediante un imán en su parte superior, y la parte inferior del rotor descansaba sobre una aguja flexible, girando junto con el rotor en un cojinete fijo, sumergido en aceite y conectado a un amortiguador que amortigua las oscilaciones. del rotor En la naturaleza, no vi esta máquina, pero en 1952 conocí en detalle el informe científico de su autor, Steenbeck. La principal desventaja de la centrífuga era el difícil arranque, ya que al pasar por una serie sucesiva de revoluciones críticas, tenía que estar soportada por un sistema de rodillos que devolvía el rotor al eje de giro. Y después de alcanzar la velocidad de funcionamiento, las perturbaciones aleatorias lo sacaron fácilmente de la rotación estable. El principal hallazgo afortunado de Steenbeck fue una aguja flexible. [13]

Para 1952, el laboratorio de I. K. Kikoin del Instituto de Energía Atómica había completado el desarrollo científico de los métodos de difusión de gas para la separación de isótopos y se dedicaba a las centrifugadoras de gas. [13] El entusiasta de las centrífugas más activo fue Candidato a Física y Matemáticas. Ciencias Evgeny Mikhailovich Kamenev, quien dirigió el trabajo experimental sobre la implementación técnica de esta idea. En el mismo año, el OKB en la planta de Kirov, que anteriormente se había dedicado a las instalaciones de difusión de gas, se reorientó hacia la creación de centrífugas (diseñador jefe del OKB N. M. Sinev). La enorme velocidad de rotación del rotor, que es de 90 mil revoluciones por minuto, dio lugar a un nuevo problema: la fluidez del metal. Este problema fue resuelto por un grupo de especialistas dirigido por Joseph Fridlyander, quien creó una nueva aleación de aluminio V96ts. [14] [15] [16]

En 1955-1957, se fabricaron los primeros lotes de centrífugas experimentales en la planta de Kirov. El 4 de noviembre de 1957 se puso en funcionamiento en la UEIP la primera planta piloto de separación centrífuga de isótopos. En 2013 se puso en funcionamiento en la misma planta la primera planta con centrífugas rusas de 9ª generación. [17]

En Europa Occidental, el dispositivo de centrifugación de gas fue patentado en 1957 por los ex empleados de Max Steenbeck, los ingenieros Gernot Zippe y R. Scheffel. [18] [19] URENCO recibió los derechos de diseño .

El dispositivo de la centrífuga de gas

El elemento más importante de una centrífuga de gas es el llamado rotor  : un cilindro (tubo) que gira a gran velocidad en una carcasa de vacío especial. Con un aumento de la velocidad, el rotor pasa sucesivamente frecuencias en las que se producen oscilaciones resonantes debido a las propiedades mecánicas del sistema giratorio. Una centrífuga que opera a una velocidad de rotor superior a la resonante se denomina supercrítica, por debajo, subcrítica. La sustancia de trabajo es un compuesto gaseoso de hexafluoruro de uranio de uranio natural obtenido a partir de óxido de uranio natural ( U 3 O 8 ) o tetrafluoruro de uranio (UF 4 ). El UF 6 se introduce en la centrífuga a través de la tubería de suministro y entra en el espacio del rotor cerca del eje del rotor en su parte central. Debido a la alta velocidad de rotación del rotor (la velocidad lineal en su periferia es de 600 m/so más), el gas se concentra cerca de su pared. Cerca del eje del rotor se forma una zona enrarecida con una fracción más ligera. La separación efectiva de los componentes de la mezcla ocurre solo en presencia de circulación axial de gas dentro del rotor. Dicha circulación está asegurada por la creación de un gradiente de temperatura axial debido a una fuente de calor externa. Durante la circulación, la mayor diferencia en las concentraciones de isótopos ligeros y pesados ​​se establece en las partes finales de la centrífuga, las partes inferior y superior, respectivamente. La fracción (producto) enriquecida en el isótopo ligero se retira por medio de un dispositivo de muestreo de gases a la tubería de salida. Fracción pesada: se selecciona volcado (o cola).

Los elementos y dispositivos más secretos que determinaban el funcionamiento de la centrífuga eran y siguen siendo: el soporte inferior del rotor, el cojinete magnético, el motor, etc., lo cual es un cierto saber hacer y está patentado en varias patentes. La primera patente de este tipo pertenece al personal del Dr. Max Steenbeck , quien propuso por primera vez un soporte inferior móvil autoestabilizador, un accionamiento magnético y una bomba de vacío molecular . [18] [20] Los parámetros que afectan el poder de separación de una centrífuga son sus dimensiones geométricas (longitud del rotor: aproximadamente 1 metro para las centrífugas de gas subcrítico rusas, hasta 7-12 metros para URENCO y EE . UU . [21] ; diámetro) , velocidad del rotor, así como la presencia de circulación de gas en la dirección axial. El desarrollo de las dimensiones óptimas del rotor y otros elementos de una centrífuga de gas separada sigue siendo un problema científico y técnico urgente para aumentar la eficiencia. y reducir el costo de la tecnología de centrífugas de gas usando cascadas de centrífugas de gas.

Teoría de las centrífugas de gas

Los primeros intentos de construir un modelo matemático de una centrífuga de gas se realizaron en el Reino Unido a principios de la década de 1940. Frans Simon , Rudolf Peierls , Karl Fuchs y Nicholas Curti desarrollaron una teoría general de la separación de isótopos, y Paul Dirac , basándose en esta teoría, derivó una expresión para la característica de separación .

donde  es la densidad multiplicada por el coeficiente de autodifusión (este producto permanece constante para un gas dado),  es la longitud del rotor,  es la diferencia de masa entre los dos isótopos a separar,  es la constante del gas,  es la temperatura, y  es la velocidad tangencial de la superficie interior del rotor.

La relación de Dirac orienta correctamente al revelador para aumentar la velocidad periférica, disminuir la temperatura y alargar el rotor, sin embargo, no tiene en cuenta algunos procesos que ocurren con el gas dentro del rotor, por lo que da resultados sobreestimados. Por ejemplo, la característica de separación real es proporcional al cuadrado de la velocidad tangencial.

Actualmente, se utiliza la siguiente fórmula semiempírica para evaluar la característica de separación, suponiendo T = 310 K y características típicas de circulación de gas en una centrífuga:

donde  es la eficiencia experimental adimensional, δU se expresa en kg⋅ SWU / año, y otras cantidades están en SI. La eficiencia experimental de las primeras centrífugas se encuentra en el rango de 0,35 a 0,45; para centrífugas en operación comercial - 0.50-0.60; para los diseños más avanzados de centrífugas 0.8-1.14.

Estado actual de la tecnología de centrífugas de gas

Corrientemente[ ¿cuándo? ] Hay tres empresas importantes de enriquecimiento de uranio en el mundo.

Corrientemente[ ¿cuándo? ] Se están produciendo o desarrollando varios tipos de centrífugas:

Tecnologías de centrífugas de gas en Rusia

El enriquecimiento de uranio en Rusia se lleva a cabo en cuatro grandes complejos de enriquecimiento: [24]

Capacidades de producción del complejo de enriquecimiento ruso (2007) [24]

Compañía Capacidad, millones SWU % Generaciones de centrífugas (2000) [25]
Planta electroquímica Ural 9.8 49 5, 6, 7
Planta electroquímica en Zelenogorsk 5.8 29 5, 6, 7
Combinación química siberiana 2.8 catorce 5, 6
Planta química de electrólisis de Angarsk 1.6 ocho 6
TOTAL: veinte 100

Las cuatro plantas usan centrífugas de alta eficiencia que brindan un costo de servicio de enriquecimiento de alrededor de $20/ SWU en comparación con $70/ SWU en los EE . UU. [24] .

Durante mucho tiempo, el principal complejo de enriquecimiento soviético y ruso fue una centrifugadora subcrítica corta, simple y fiable, bien adaptada para la producción en masa, pero con una productividad menor que una centrifugadora supercrítica [24] .

Hasta finales de la década de 1950, las tecnologías de difusión se utilizaron para enriquecer uranio. La transición al uso industrial de centrífugas comenzó en octubre de 1955, cuando se tomó la decisión de construir una planta piloto en Novouralsk con 2435 centrífugas. Posteriormente, se puso en funcionamiento una planta industrial equipada con centrífugas de primera generación en Novouralsk. El 22 de agosto de 1960, se decidió construir una gran planta de producción en Novouralsk con centrífugas de segunda y tercera generación, que se puso en funcionamiento en 1962-1964 [24] .

En la década de 1960 - 1970. se llevó a cabo investigación y desarrollo de centrífugas de segunda, tercera y cuarta generación, y pruebas de banco de centrífugas de quinta generación. El trabajo incluyó optimizar la geometría de la centrífuga y aumentar la velocidad de rotación. En los 1970s comenzó la modernización de las cuatro empresas de enriquecimiento, como resultado de lo cual la tecnología centrífuga se convirtió en la principal en el complejo de enriquecimiento soviético. En 1971-1975. Aparecieron centrífugas de quinta generación, y alrededor de 1984, la sexta [24] .

El rechazo total de la tecnología de difusión de gas se produjo en la URSS a finales de los 80 y principios de los 90. En este momento, el consumo de electricidad por 1 SWU ha disminuido en un orden de magnitud, y la capacidad de producción ha aumentado de 2 a 3 veces y alcanzó los 20 millones de SWU [24] .

A fines de la década de 1990, la flota principal de centrífugas estaba compuesta por máquinas de las generaciones 5 y 6 en cantidades aproximadamente iguales. Las máquinas de quinta generación se estaban acercando al límite de vida útil (25 años), por lo tanto, en 1997-1998, Minatom inició la modernización de UEIP y ECP, durante la cual las máquinas de quinta generación fueron reemplazadas por máquinas de séptima generación, mientras que la capacidad de producción del complejo de enriquecimiento aumentó en un 25% [ 24] .

En 1998, se comenzó a trabajar en las centrífugas de octava generación en Rusia, cuya productividad superó en un tercio la productividad de las máquinas de quinta generación. Las centrífugas de octava generación fueron el último modelo de centrífuga subcrítica ya que se agotó el potencial de diseño y mejoras de materiales [24] .

Generaciones de centrífugas soviéticas y rusas [26]

Generación Comienzo de la implantación
industrial [27]
 Tipo [27] Desarrollador
[ 27]		 Principales fechas notas
Prototipo 1952-55 - desarrollo
1957 - operación de prueba		 Centrífuga Kamenev
una 1961 LKZ OK LKZ 1960 - inicio de la producción
2 1962 VT-3F OK LKZ 1966-70 - trabajo para mejorar la confiabilidad
1972-74 - dado de baja		 Arreglo escalonado usado por primera vez
3 1963 VT-3FA TsKBM 1966-70 - trabajo para mejorar la confiabilidad
1972-74 - dado de baja
cuatro 1965 VT-5 TsKBM 1966-70 - trabajo para mejorar la confiabilidad
5 1970 VT-7 TsKBM 1966-70 - pruebas de banco
1971-75 - operación masiva		 1972 - accidentes masivos
Vida útil de diseño - 12,5 años, real - 25 años.
6 1984 VT-33D TsKBM Mediados de la década de 1970: diseño Desarrollado como resultado de una investigación sobre los accidentes de las centrífugas de 5ª generación.
Los materiales compuestos se utilizaron por primera vez.
La vida útil del diseño es de 15 años, la vida real es de 30 años.
Consumo de energía - 60 kWh / SWU
7 1997 VT-25 UEIP 1978 - inicio del desarrollo
1982 - producción piloto
1991 - operación de prueba		 2 veces el rendimiento de la Generación 5.
Consumo de energía - 50kWh/SWU
ocho 2004 PGC-8 UEIP 1997 - comienzo del desarrollo El rendimiento es 2 veces mayor que la generación 6.
9 [28] 2012 PNGC-9 OK NN 2003 - comienzo del desarrollo La primera centrífuga supercrítica rusa.
El rendimiento es 2 veces mayor que la generación 7.
9+ [27] 2017 GT-9+ Centrotech

En 2000, las centrífugas de generación 5, 6 y 7 representaron el 48, 49 y 3% de la producción total, respectivamente. [25]

La tasa de fallas de las centrífugas rusas actualmente es de aproximadamente 0,1% por año. El rendimiento de las centrífugas de generación 9 es 14 veces mayor que el de la generación 1, y el costo de EEP es 10 veces menor [29] .

Tecnología de centrífugas de gas en los EE . UU

Obras de la década de 1930

En 1934, Jesse Beamsa de la Universidad de Virginia hizo el primer intento exitoso de separar isótopos de cloro utilizando una centrífuga de gas. La principal dificultad era el alto rozamiento en los rodamientos, que generaba una gran cantidad de calor, lo que reducía el grado de separación, aumentaba los costes y reducía la vida útil del dispositivo [30] .

Proyecto Manhattan

Las perspectivas para el uso de centrifugadoras de gas para el enriquecimiento de uranio se consideraron en el marco del Proyecto Manhattan. Beams participó en el proyecto como líder del equipo de diseño de la Universidad de Virginia. Las primeras máquinas fueron construidas por el Westinghouse Research Laboratory , las pruebas fueron realizadas por Standard Oil Development (Bayway, New Jersey ). La máquina era una centrífuga supercrítica con un diámetro de 18,5 cm y una longitud de 3,45 m, la velocidad de rotación de la llanta era de 215 m/s. Más tarde, Westinghouse construyó una máquina supercrítica con un diámetro de 18,3 cm y una longitud de 3,35 m, así como una máquina subcrítica con un diámetro de 18,3 cm y una longitud de 1,05 m. La última máquina fue probada a partir de agosto de 1943 . En diciembre de 1943, en el día 99 de la prueba, se produjo una fuga que provocó un accidente. Tres semanas más tarde, el director del proyecto de enriquecimiento, Harold Urey , suspendió el programa de centrífugas a favor de una tecnología de difusión gaseosa más simple pero de mayor consumo energético [30] .

Primeros años de la posguerra

Después de la Segunda Guerra Mundial, los experimentos con centrífugas continuaron en diferentes países; en los EE. UU., se logró cierto éxito en el Instituto Franklin en Filadelfia. Sin embargo, en diciembre de 1951, el Comité de Separación de Isótopos de la División de Investigación de la Comisión de Energía Atómica (AEC) se opuso al proyecto de las centrífugas, creyendo que no podían competir con las plantas de difusión gaseosa. La situación cambió algo en 1953, cuando los grupos de Wilhelm Groth y Konrad Beyerle en Alemania y el grupo de Jakob Kiestemacher en los Países Bajos anunciaron la creación de centrífugas más económicas. En septiembre de 1954, la AEC decidió reanudar el trabajo, pero la comisión esperaba obtener finalmente acceso a tecnología alemana lista para usar, por lo que el asunto se limitó al estudio de nuevos materiales para rotores supercríticos (el grupo de Arthur R. Kultau de la Universidad de Virginia, agosto de 1956) [30] .

1957–1985

En el verano de 1956, el científico austriaco Gernot Zippe, repatriado de la URSS, quien durante mucho tiempo trabajó como jefe de un grupo para el desarrollo de la parte mecánica de las centrífugas soviéticas, llamó la atención de la Dirección de Inteligencia de la Marina de los EE. UU. . En 1957, la AEA hizo arreglos para que Zippe viniera a los EE. UU. bajo un contrato con la Universidad de Virginia, donde hizo una copia de una máquina soviética que funcionaba sin cojinetes ni lubricación con aceite, que eran el principal problema en el programa estadounidense [30 ] .

En abril de 1960, la División de Investigación de la AEA aprobó un programa para construir una planta de enriquecimiento en Oak Ridge bajo la dirección de la división nuclear de Union Carbide Corporation. El trabajo comenzó el 1 de noviembre de 1960 e incluyó la construcción de una cascada de diseño soviético, el desarrollo de la teoría centrífuga y el estudio de nuevos materiales. Las primeras máquinas tenían rotores de aluminio con un diámetro de 7,6 cm, luego se utilizaron materiales más duraderos: aluminio prensado en fibra de vidrio y compuestos. El diámetro del rotor también aumentó: 15, 25, 35, 48, 51 y 60 cm La productividad de las primeras máquinas en 1961 fue de 0,39 SWU / año, en 1963 fue posible aumentarla a 2 y en 1967: hasta 30 SWU/año [30] .

A fines de la década de 1960, comenzó la transición a la operación de prueba de las máquinas. De 1972 a 1977, continuaron las pruebas de la primera generación de centrífugas (Conjunto I) en Oak Ridge y Torrance, California. En 1974, comenzaron las pruebas en la segunda generación de centrífugas (Set II), y en 1977, la tercera (Set III). En ese momento, la planta de Oak Ridge producía 50 000 SWU/año [30] .

A finales de la década de 1970, debido al esperado aumento de la demanda de energía nuclear, se decidió construir una planta a escala comercial con una capacidad de 8,8 millones de SWU/año en Portsmouth, Ohio. La centrífuga base era una Set III con un diámetro de rotor de 61 cm y una longitud de más de 12 m La capacidad de separación era de hasta 200 SWU/año por máquina. Sin embargo, la previsión de un aumento de la demanda energética no se materializó, por lo que el 5 de junio de 1985 se suspendió la construcción. Se instalaron un total de 3.000 centrífugas en lugar de las 44.000 previstas y los costes de construcción ascendieron a 2.600 millones de dólares [30] .

En 1985, Estados Unidos frenó el desarrollo de centrifugadoras de gas, sin llevar el asunto a operación comercial. Desde entonces, se ha dado preferencia a las tecnologías de enriquecimiento prometedoras, principalmente la tecnología láser [31] .

1995–2016

En 1993, se estableció en los Estados Unidos la corporación estatal USEC (US Enrichment Company, American Enrichment Company, AOK). Le dieron ambas plantas de difusión de gas estadounidenses, en Piketon (Ohio) y Paducah (Kentucky). En 1994, AOK se convirtió en la única contraparte de la parte estadounidense en el marco del acuerdo HEU-LEU (la venta en los EE. UU. de uranio energético obtenido por Rusia a partir de su uranio apto para armas).

En 1995, el Departamento de Energía de EE. UU. se dio cuenta de la futilidad adicional de la tecnología de difusión gaseosa e intentó reactivar la planta centrífuga de Piketon, que había estado inactiva durante muchos años. Se supuso que el refinamiento de las centrífugas tomaría 4-5 años y 400 millones de dólares en asignaciones. Los trabajos de puesta en marcha de la planta fueron asignados a la AOK.

En 1996, se privatizó AOK, que fue el primer caso de privatización de una empresa de enriquecimiento de uranio en el mundo. En julio de 1998, 100 millones de acciones de AOK se negociaron en la Bolsa de Valores de Nueva York por 1.900 millones de dólares.

El trabajo en Piketon comenzó en 2002 y, para 2009, AOC se comprometió a operar una planta centrífuga con una capacidad de separación de 3,5 millones de SWU/año. Durante el trabajo, el costo de construcción aumentó constantemente y los plazos para la puesta en marcha de la planta se cambiaron. En junio de 2008, la estimación ascendía a 3.800 millones de dólares (frente a los 2.300 millones de dólares de 2002), y el plazo se ha prorrogado hasta finales de 2012. En septiembre de 2009, la comisión del Ministerio de Energía informó que en la planta se instalaron 40 centrífugas, pero aún no se ha logrado ensamblar una cascada de ellas. Para mayo de 2010, se habían ensamblado 24 centrífugas en cascada, momento en el cual la estimación había aumentado a $ 4.7 mil millones.

El 11 de junio de 2011, KLA intentó probar una cascada de 50 centrifugadoras. Como resultado, ocurrió un accidente: debido a un cortocircuito en cuatro centrífugas, los cojinetes magnéticos superiores de los rotores se apagaron, como resultado, los rotores entraron en contacto con la estructura de soporte y colapsaron por completo. Además, se apagó el enfriamiento por agua de los cojinetes de las centrífugas restantes, los cojinetes comenzaron a sobrecalentarse, los rotores comenzaron a disminuir la velocidad, dos de ellos pasaron por la región de resonancia, experimentaron golpes fuertes y también colapsaron. La despresurización no provocó la liberación de radiación, ya que no había fluoruro de uranio dentro de los rotores. Durante cinco horas, el personal no pudo establecer el control sobre la situación.

Tras este accidente, el 19 de noviembre de 2011, el Ministerio de Energía se negó a renovar la licencia de la AOK para trabajar con una cascada experimental. Además, a la empresa se le negaron las garantías del gobierno para un préstamo de $ 2 mil millones.Amenazado por la pérdida de la independencia del país en el enriquecimiento de uranio, el Departamento de Defensa de los EE. UU. trató de presionar al Departamento de Energía, como resultado, primero le dio a AOC un garantía del gobierno por un préstamo de $150 millones de dólares, el cual fue bloqueado el 29 de noviembre de 2011 por la Comisión de Presupuesto del Congreso, y luego se asignó una partida de $44 millones.

El 18 de junio de 2012, AOC firmó un acuerdo con el Departamento de Energía en virtud del cual el control de la tecnología de American Centrifuge se transfirió temporalmente a una subsidiaria, AC Demonstration, cuya junta directiva estaba compuesta por empleados del DOE. AOC recibió financiación por valor de 280 millones de dólares y se comprometió a montar una cascada de demostración de 120 centrífugas AC-100 para febrero de 2013 y realizar pruebas en un plazo de 10 meses. En el caso de pruebas exitosas, la propiedad de las centrífugas y la propiedad intelectual regresaron a AOC, la empresa recibió garantías y un préstamo de $ 2 mil millones. Para optimizar los costos, en 2013 AOC cerró varias instalaciones de producción, incluida la última planta de enriquecimiento por difusión de gas de EE. UU. en Paducah. Las dificultades de la empresa estuvieron acompañadas de una caída en el precio de sus acciones, y en abril de 2013 la empresa fue retirada de la negociación bursátil.

El 16 de diciembre de 2013, cuando quedó claro que no sería posible lanzar la cascada a tiempo, AOK se declaró en quiebra. El 1 de septiembre de 2014 se completó el procedimiento de quiebra, la empresa recibió un nuevo nombre "Centrus". El 26 de diciembre de 2014, las empresas supervisadas por el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ONL) brindaron otra oportunidad para lanzar la cascada de demostración con una financiación de $97,2 millones hasta el 30 de septiembre de 2015. El 1 de octubre de 2015 ONL informó que la cascada no estaba lista para operar. El 23 de febrero de 2016, Centrum comenzó a despedir empleados y a preparar el sitio para la descontaminación.

Desde 2013, tras el cierre de la planta de difusión gaseosa de Paducah, Estados Unidos no cuenta con instalaciones propias de enriquecimiento de uranio. La única planta de enriquecimiento de EE.UU. es propiedad de URENCO USA, una división de la empresa europea URENCO, y produce únicamente combustible para centrales nucleares. No hay instalaciones de producción de uranio apto para armas en los Estados Unidos.

Tecnologías de centrífugas de gas en otros países

Pakistán

La tecnología fue introducida de contrabando en Pakistán por Abdul Qadeer Khan , un ex empleado de URENCO nacido en Pakistán [32] .

India

Los detalles de las actividades de enriquecimiento de uranio de la India son un secreto muy bien guardado, incluso más que otras actividades nucleares. India tiene dos instalaciones centrífugas de enriquecimiento de uranio. El interés en el enriquecimiento de uranio se mostró a principios de la década de 1970. Pero no fue hasta 1986 que el presidente de la Comisión de Energía Atómica de la India, Raja Ramanna, anunció que el enriquecimiento de uranio se había llevado a cabo con éxito [33] .

China

Desde 2009, Techsnabexport ha comenzado las entregas de centrífugas de séptima y octava generación a la empresa china de la industria de energía atómica. [34]

Irán

Según datos extraoficiales [35] , en Irán entró en funcionamiento la planta de enriquecimiento de uranio de Fordu, cuyas instalaciones están ubicadas en búnkeres subterráneos en el espesor de una cadena montañosa cerca de la ciudad de Qom ( 156 km al sur de Teherán ). Al mismo tiempo, el jefe de la agencia nuclear de la República Islámica, Fereydun Abbasi-Davani, dijo que se espera pronto la puesta en marcha de la planta. El trabajo de traslado de centrífugas para el enriquecimiento de uranio de Netenz al búnker subterráneo "Ford" comenzó en agosto de 2011.

Producción de uranio enriquecido en el mundo

El trabajo de separación de isótopos se calcula en unidades especiales de trabajo de separación ( SWU ) . 

Capacidad de la planta de separación de isótopos de uranio en miles de SWU por año según WNA Market Report .

País empresa, fábrica 2012 2013 2015 2018 2020
Rusia Rosatom 25000 26000 26578 28215 28663
Alemania, Holanda, Inglaterra URENCO 12800 14200 14400 18600 14900
Francia orano 2500 5500 7000 7500 7500
Porcelana CNNC 1500 2200 4220 6750 10700+
EE.UU URENCO 2000 3500 4700 ? 4700
Pakistán, Brasil, Irán, India, Argentina 100 75 100 ? 170
Japón JNFL 150 75 75 ? 75
EE.UU USEC : Paducah y Piketon 5000 0 0 0 0
Total 49000 51550 57073 61111 66700


La tecnología de difusión es más cara y su uso está disminuyendo. La WNA estima que cada vez se utilizan más centrífugas de gas en todo el mundo: [36]

Tecnología 2000 2010 2015 2020 (pronóstico)
Difusión cincuenta % 25% 0% 0%
centrífugas 40% sesenta y cinco% 100 % 93%
láser 0 0 0 3%
Dilución de uranio apto para armas a uranio apto
para reactores (por ejemplo , HEU-LEU )		 diez % diez % 0 cuatro %

Comparación con la tecnología de difusión de gas

La producción de 1 SWU en las plantas de difusión de gas estadounidenses consumió 2.730 kWh de electricidad y alrededor de 50 kWh en las centrífugas rusas. El costo del enriquecimiento está relacionado en gran medida con la energía eléctrica utilizada. El proceso de difusión gaseosa consume alrededor de 2500 kWh (9000 MJ) por SWU, mientras que las plantas centrífugas de gas modernas requieren alrededor de 50 kWh (180 MJ) por SWU [37] .

Notas

  1. ↑ OPORTUNIDADES DE MERCADO PARA EL ENRIQUECIMIENTO DE URANIO Archivado el 10 de enero de 2014 en Wayback Machine .
  2. ↑ Enriquecimiento de uranio | Principal | Actividades | "PO EHZ" (enlace inaccesible) . Consultado el 12 de febrero de 2013. Archivado desde el original el 12 de abril de 2013. 
  3. ↑ F.A. Lindemann y F.W. Aston, La posibilidad de separar isótopos, Philos. Mag., 1919, 37, pág. 523.
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Literatura

Enlaces

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