up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله سانتريفوژ PDF
QR code - سانتريفوژ

سانتريفوژ

سانتريفوژ چيست؟

اين روزها يكي از واژه هايي كه در ارتباط با مباحث انرژي هسته اي، به طور مكرر شنيده مي شود دستگا ه هاي «سانتريفوژ» است.
در مطلبي كه از پي مي آيد، مولف كوشيده است با اطلاعاتي در حد دانش عمومي خوانندگان روزنامه، سانتريفوژ را شرح دهد.
اولين سانتريفوژ صنعتي دنيا بيش از نيم قرن پيش توسط يك دانشمند آلماني به نام زيپه اختراع شد و به طور عملياتي مورد استفاده قرار گرفت. البته تكنولوژي آن با سانتريفوژهاي امروزي فرق زيادي داشت، ولي اصول كار آن فرقي با سانتريفوژهاي امروزي نداشت.
در صنعت سوخت هسته اي، اين وسيله نقشي اساسي دارد جهت جدا كردن ايزوتوپ هاي اورانيوم۲۳۵ و اورانيوم۲۳۸در گاز هگزافلورايد اورانيوم(UF۶) از سانتريفوژ استفاده مي شود. البته روش هاي متعددي مانند جداسازي ايزوتوپي الكترومغناطيسي، پخش ديفوزيون گازي، ديفوزيون گرمايي، فرآيندهاي آئروديناميكي، جداسازي ايزوتوپي ليزري، تبادل يوني و فرايند جداسازي پلاسمايي وجود دارد ولي در بيش از ۹۵درصد صنعت هسته اي جهان، اورانيوم به وسيله يكي از دو روش سانتريفوژ گازي و پخش گازي جدا شده و غني مي شود.
سانتريفوژ دستگاه استوانه اي شكلي است كه درست مثل توربين هواپيما پره هايي در وسط آن وجود دارد. اين پره ها به طور متوسط در هر ثانيه ۱۰۰۰ دور مي زنند. در نتيجه اين چرخش، اورانيوم سنگين روي ديواره آخرين سانتريفوژ قرار مي گيرد و اورانيوم۲۳۵در كنار آن مي نشيند. بايد هزاران سانتريفوژ در كنار هم قرار گيرند تا بتوان با كمك مجموعه آنها اورانيوم را غني كرد ايران در فرآيند كاربردي غني سازي از روش سانتريفوژ گازي استفاده مي كند.
در روش پخش گازي، هگزافلورايد اورانيوم تحت فشار از ميان يك سري ديافراگم ها يا غشاهاي متخلخل عبور كرده و از آنجايي كه اورانيوم ۲۳۵ سبك تر از اورانيوم ۲۳۸ مي باشد آنها سريعتر حركت كرده و امكان كمي بيشتري براي عبور از سوراخ هاي موجود در غشا را دارند.
گاز UF۶ كه از طريق غشا پخش مي شود اندكي غني بوده ضمن اينكه آنچه نمي تواند گذر كند از اورانيوم ۲۳۵ تهي است.
در روش پخش گازي دوران سريع ماده سبب مي شود تا ايزوتوپ هاي سنگين تر به طرف ديواره خارجي حركت كنند. عامل جداسازي در اين روش به تفاوت جرمي ايزوتوپ هايي كه بايد جداسازي شوند بستگي دارد در غني سازي اورانيوم با روش سانتريفوژ گازي، از تعداد زيادي سيلندر دوار كه به صورت موازي و متوالي كنار هم قرار داده شده اند استفاده مي شود.
دستگاه هاي سانتريفوژ به صورت آبشاري يا كاسكد(سيستم غني سازي دنباله اي) به هم مرتبط هستند اين دوران باعث ايجاد يك نيروي گريز از مركز مي شود، به طوري كه مولكول هاي گازي سنگين تر به طرف خارج سيلندر حركت كرده و مولكول هاي گازي سبك تر در قسمت مركزي(محورگردنده) جمع مي شوند.
گاز به داخل يك سري لوله هاي خلأ وارد شده كه هر يك شامل يك گردنده با بيش از دو متر طول و قطر ۱۵تا۲۰سانتيمتر هستند. گردنده ها با سرعت بالاي ۵۰۰۰۰ تا ۷۰۰۰۰ دور در دقيقه، مولكول هاي سنگين تر حاوي اورانيوم ۲۳۸ در لبه خارجي سيلندر متمركز مي شوند. افزايش اورانيوم ۲۳۵ نيز در مركز وجود دارد. جهت جداسازي بالاتر نياز به سانتريفوژهاي با سرعت بالاتر و استفاده از تعداد بيشتري از آنها است.
بايد يادآور شد كه به دليل سرعت هاي دوران بسيار بالا، طراحي آنها و همچنين مواد استفاده شده در آنها از نظر متالوژي پيچيده بوده و دقت بالايي را طلب مي كند. گاز UF۶ خورنده بوده، بنابراين بايد تمام اجزايي كه با اين ماده در تماسند مقاوم در برابر خوردگي باشند .
جهت بالا بردن ظرفيت جداسازي سانتريفوژها بايد طول گردنده و سرعت ديواره گردنده افزايش يابد. براي ساخت گردنده ها از آلياژ هاي آلومينيوم، فولاد ماراژين، تيتانيوم و يا تركيباتي كه با برخي شيشه هاي خاص تقويت شده كه با نام فيبرهاي كربني معروف هستند،استفاده مي شود؛ البته متداولترين ماده در حال حاضر، فولاد ماراژين است يك سانتريفوژ مدرن از زمان راه اندازي، به مدت بيش از ۱۰سال مي تواند بدون نگهداري به كار خود ادامه دهد.
از مراكز مهم غني سازي اورانيوم كه از روش پخش گازي استفاده مي كنند در اروپا مي توان به گروناو(Gronau) آلمان و يورنكو كه متشكل از شركت هاي انگليسي، آلماني و هلندي هستند نام برد كه مكان آن در capenhurst بريتانيا مي باشد.
روسيه هم به عنوان يك غول صنعتي در اين زمينه از چهار مركز كه چهل درصد ظرفيت جهان را توليد مي كند از همين شيوه پخش گازي استفاده مي كند. آمريكا هم تكنولوژي سانتريفوژ گازي را در آينده نزديك جايگزين تكنولوژي سانتريفوژهاي پخش گاز قديمي مي كند زيرا اين روش نسبت به روش قديمي به انرژي كمتري براي رسيدن به جداسازي مشابه نياز دارد.
ژاپن، چين، برزيل، پاكستان و شايد كره شمالي هم جهت غني سازي اورانيوم از چنين روشي استفاده مي كنند. به طور كلي مجموعه آبشارهاي بزرگ سانتريفوژ گازي كه در كشورهاي فرانسه، آلمان، بريتانيا و چين مورد استفاده قرار مي گيرند براي توليد اورانيومي است كه براي مصرف داخلي و نيز صادرات است، اما در ژاپن توليد آن فقط جهت مصرف داخلي است.
باتوجه به اين آمار مي توان دريافت كه در حال حاضر و آينده هم سانتريفوژهاي گازي مهمترين نوع جهت غني سازي اورانيوم در سطح جهان بوده و هر روز در جهت افزايش تكنولوژي و راندمان آن كار مي شود؛ البته لازم به ذكر است كه روسيه اين صنعت عظيم را به عنوان يادگاري ارزشمند از اتحادجماهيرشوروي سابق به ارث برده است و در حال حاضر تأمين كننده سوخت هسته اي تعداد زيادي از راكتورهاي قدرت دنيا بوده و از اين نظر در دنيا پيش رو است.

اين روزها يکي از واژه هايي که در ارتباط با مباحث انرژي هسته اي، به طور مکرر شنيده مي شود دستگا ه هاي «سانتريفوژ» است.در مطلبي که از پي مي آيد، مولف کو ...

غني سازي اورانيوم يکي از مراحل مهم چرخه توليد سوخت هسته يي است که روش هاي مختلفي براي اين کار وجود دارد ولي يکي از عملياتي ترين روش ها غني سازي توسط س ...

هنگامي كه مردم در مورد خودروهاي مسابقه اي و يا خودروهاي ورزشي با كيفيت صحبت مي كنند (از جمله خودروهاي فرمول يك)، خواه ناخواه صحبت از توربوشارژر هم به ...

باوجود بحثهاي فراوان درباره برنامه هاي اتمي ايران، هنوز به بسياري از پرسش هاي افكار عمومي، به ويژه از لحاظ علمي پاسخ روشني داده نشده است. سعي کرده ايم ...

- پمپهاي هيدروليکي با توجه به نفوذ روز افزون سيستم هاي هيدروليکي در صنايع مختلف وجود پمپ هايي با توان و فشار هاي مختلف بيش از پيش مورد نياز است . پ ...

● استخراج اورانيوم از معدن اورانيوم که ماده خام اصلي مورد نياز براي توليد انرژي در برنامه هاي صلح آميز يا نظامي هسته اي است، از طريق استخراج از معادن ...

اگر يک اتومبيل با انتقال دستي را مي رانيد ، ممکن است از درک اينکه بيش از يک کلاچ دارد تعجب کنيد . و اين موضوع را که فقط اتومبيل هاي ما انتقال اتوماتيک ...

دانلود نسخه PDF - سانتريفوژ