Ця історія була оновлена 5 вересня о 18:20. EDT.
Тепер, коли президент Дональд Трамп витягнув США з ядерної угоди з Іраном, люди в усьому світі задаються питанням, чи вкладе енергія Близького Сходу в побудову ядерної зброї.
Але якщо керівництво Ірану все-таки вирішить застосувати атомну бомбу, як би дослідники отримали достатню кількість урану, ключового компонента?
Збагачення урану - один із ключових кроків у створенні ядерної зброї. У ядерних реакторах і бомбах працює лише певний тип урану. Для відокремлення цього типу урану від більш поширеного сорту потрібна велика інженерна майстерність, незважаючи на те, що технології, необхідні для цього, мають десятиліття. Завдання полягає не в тому, щоб розібратися, як відокремити уран, а в побудові та експлуатації обладнання, необхідного для виконання завдання.
Атоми Урану, як і атоми кожного елемента, зустрічаються в природі в різновидах, званих ізотопами. (Кожен ізотоп має різну кількість нейтронів у своєму ядрі.) Уран-235, ізотоп, який складає менше 1 відсотка загальноприродного урану, забезпечує паливо для ядерних реакторів та ядерних бомб, а уран-238 - ізотоп що складає 99 відсотків природного урану, не використовує ядерне використання, - сказав Рассел Нієртт, юрист лабораторії з ядерної науки та техніки в Національній лабораторії Аргонна в Аргонні, штат Іллінойс.
Ключовим для їх поділу є те, що атоми урану-235 важать трохи менше, ніж атоми урану-238.
Щоб відокремити невелику кількість урану-235, що присутній у кожному природному зразку уранової руди, інженери спочатку використовують хімічну реакцію для перетворення урану в газ, - сказав Джефф Біндер, керівник програми з виробництва ізотопів Національної лабораторії Оук-Рідж в Дубі Рідж, штат Теннессі.
Потім газ подають у пробірки для центрифуги - циліндричні трубки розміром з людину або більше. Кожна трубка обертається на своїй осі з неймовірно високою швидкістю, тягнучи більш важкі молекули газу урану-238 до стінки пробірки, залишаючи більш легкі молекули газу урану-235 ближче до осі, або до центру трубки, де вони можуть бути викачаний, Біндер розповів Live Science.
Кожного разу, коли газ крутиться в центрифузі, із суміші вилучається лише невелика кількість газу-урану-238, тому трубки використовуються послідовно. Кожна центрифуга витягує трохи урану-238, а потім передає злегка очищену газову суміш у наступну трубку і так далі, поки багато сотень тисяч крутиться пізніше, газ, що залишається в трубці, майже повністю складається з урану -235, сказав Біндер.
"Ви знаєте кінець штату Індіана Джонс, де вони зберігають речі, і ви не можете побачити їх кінець? Ось так виглядають ці будівлі", - сказав Джеррі Кляйн, який був бізнес-менеджером програми з виробництва ізотопів в Національному центрі Oak Ridge National На той час лабораторія Live Science вперше повідомила про цю історію. "Тільки ряд за рядом центрифуг. Їх всього сотні і тисячі".
Після відокремлення газоподібного урану-235 через багато етапів центрифуги інженери використовують ще одну хімічну реакцію для перетворення газового урану в твердий метал, зазначив Клейн. Цей метал потім може бути сформований для використання в реакторах або бомбах.
Оскільки кожен крок очищує уранову газову суміш лише невеликою кількістю, країни можуть дозволити собі запускати центрифуги, розроблені з найвищим рівнем ефективності, сказав Нієрт. В іншому випадку виробництво навіть невеликої кількості чистого урану-235 стає непомірно дорогим.
І проектування та виготовлення цих трубок для центрифуги вимагає рівня інвестицій та технічних знань поза досяжністю багатьох країн, сказав Нієрт. Трубам потрібні спеціальні типи сталі або композитів, щоб протистояти надзвичайним тискам обертання, повинні бути ідеально циліндричними, щоб досягти максимальної ефективності, і виготовляються спеціалізованими машинами майже так само складно, як і самі труби, сказав Нієрт.
Щоб поставити намагання відокремити уран на перспективу, візьміть приклад будівлі бомби, яку США скинули на Хіросіму. Сполученим Штатам було потрібно 137 фунтів (62 кілограми) урану-235 для виготовлення бомби, згідно з повідомленням "Створення атомної бомби" (Simon & Schuster, 1995).
Нієтерт заявив, що ці 137 фунтів відокремили від майже 4 тонн уранової руди у найбільшому будівництві світу та використали 10 відсотків електроенергії всієї країни. На будівництво споруди знадобилося 20 000 людей, 12 тис. Чоловік для експлуатації об'єкта, а в 1944 р. Коштувало понад 500 мільйонів доларів, щоб обладнати його, згідно з повідомленням "Створення атомної бомби". Це близько 7,2 мільярдів доларів у 2018 році, згідно з даними Бюро статистики праці.
Примітка редактора: Ця історія була оновлена, щоб з’ясувати, як працює процес центрифуги. Ця історія була спочатку опублікована 18 травня 2010 р. Та оновлена 8 травня 2018 р. Оригінальна стаття про Live Science.
