Как и где обогащается уран? В чем сущность процесса обогащения?

Производство ядерного топлива для большин­ства АЭС в мире невозможно без обогащения урана. Так, российские энергетические реакто­ры используют ядерное топливо со следующим обогащением по урану-235: ВВЭР - 1,6-5%; РБМК-1000 - около 3%; БН-600 - до 27%.

Физическая сущность процесса обога­щения не зависит от используемого метода и заключается в изъятии из естественной смеси изотопов урана (где урана-235 -0,71%, урана-238 - 99,29%) некоторого количества урана-238 (отвал), после чего относительное содержание урана-235 в оставшейся смеси (продукт) возрастает. Так как химические свойства изотопов ура­на одинаковы, в основе методов обогащения лежат физические процессы, в ходе ко­торых атомы или молекулы различных масс ведут себя по-разному. В настоящее время наиболее прогрессивным методом такого рода является разделительная центрифуга. В ней при очень быстром вращении рабо­чего цилиндра более тяжелые молекулы газа опускаются вниз и концентрируются у стенки, а легкие - выше у оси цилин­дра. Организовав соответствующий отбор, можно получить некоторое обогащение по изотопному составу. Это проделывается многократно. Центрифуги объединяют в ступени (параллельно, для увеличения производительности) и каскады (после­довательно, для увеличения степени обо­гащения).

Поскольку центрифужное разделение осуществляется в газовой фазе, необходимым промежуточным продуктом для обогащения яв­ляется гексафторид урана (UF6) - единственное соединение урана, существующее в газообраз­ном состоянии при разумно достижимых техни­ческих условиях. Гексафторид урана получается в результате химико-технологического процесса переработки уранового концентрата - конвер­сии урана (см. вопрос № 42).

В России в настоящее время действуют четыре обогатительных комбината: Уральский электрохимический комбинат в г. Новоуральске, Сибирский химический комбинат в г. Северске, Ангар­ский электролизно-химический комбинат в г. Ангарске и Электрохимический завод в г. Зеленогорске. Все они находятся под управлением Топливной компании «ТВЭЛ» и объединяют, в общей сложности, около 40% мировых обогатительных мощностей.