第896章 鈾元素的終極提純(第2/3頁)

把氣體擴散法用於鈾元素中,就可以根據相同得遠離來分離鈾235和鈾235這兩種同位素。

具體操作得話,可以這麽進行:把六氟化鈾置於64.8℃(338.0K)以上的環境中,六氟化鈾會升華成氣體。然後把氣體狀態的六氟化鈾向著多孔得薄膜壓送,根據氣體擴散原理,含有鈾235得六氟化鈾氣體分子,會比含有鈾238得六氟化鈾氣體分子更快速的通過薄膜,其擴散速率會和它的氣體分子量平方根成反比。

這樣,把多孔膜的孔徑設置成一個氣體分子與其他氣體分子發生兩次碰撞之間所走過的平均距離小時,就得到了氣體擴散得最佳條件。讓輕分子比重分子速度快,更容易通過膜孔。

通過數據收集,可以確定,在氣體加料連續進行的狀態下,把多孔膜的孔徑控制在0.02微米以下,把六氟化鈾維持在85℃。這樣擴散通過膜的氣體(濃縮流),會比加料氣體(入料)中的鈾235濃縮大約0.2%的含量……”

閱讀完第二個方法後,李察思考。

這第二個方法的原理也很簡單易懂,不過是氣體擴散涉及到的分子移動速率差異罷了。只要能抓住這一點,就能讓鈾235的含量不斷提升。

唯一的問題是,按照數據顯示,每一次經過多孔膜,鈾235濃度提升的程度,僅僅為0.2%左右。

這樣要想讓鈾235的含量提升成一定的高度,提升到能夠真正制造核武器的水平,需要把眾多分離級串聯起來。

而且單單一級、兩級串聯,是沒有多少效果的,需要幾千級的串聯才行。

實際上,地球上曼哈頓計劃中,就采取過這種方法。為此,專門在橡樹嶺建造了龐大無比的工廠,組裝了高達幾千級的分離設備。

這樣以來,規模顯然是巨大的,和第一個方法的規模不相上下,另外為了保證擴散氣體沿著同一方向不斷擴散下去,還需要強大的動力。

為此,整個國家得電力都要向著氣體擴散工廠傾斜。

可以這麽說,無論是第一個方法,還是第二個方法,真的要投入實際運行,都需要一個非凡的現代國家大部分國力的支持。

正因此,能夠自行研制、生產核武器的國家,才算是地球上最強大的力量代表、絕對實力的象征。正因此,這樣的國家才會被敬畏,才無法被忽視。

而這些對於現在的李察來說,有點難以做到。

抿了抿嘴,繼續向下看。

“鈾235提純的第三種方法,是離心分離法……”

“鈾235提純的第四種方法,是噴嘴分離法……”

“鈾235提純的第五種方法,是……”

“鈾235……”

快速瀏覽過大部分的內容,李察搖了搖頭。

提純鈾235的方法的確有不少,差不多都是依據鈾235和鈾238的細微質量差別做文章。這些方法和第一種、第二種方法相比,都是類似的,對人力、物力各方面要求都很高。

要想用這種方法,他需要先創建一個龐大的私人勢力。

但在他心中,現在並沒有到創建私人勢力的時候。

眉頭微微皺起,李察耐著性子繼續向下讀,最終在書籍的一頁停下來。

“提純鈾235的第九種方法,是激光分離法。

這是一種比較先進的方法,其原理的出發點為要同位素因為質量不同,其能級也不同,導致由低能級激發至高能級時的吸收光譜存在一定的差異。

這樣以來,選擇不同波長的激光,只激發其中一種同位素,就可以利用激發態的同位素與非激發態同位素間在物理、化學性質上的差異,采用適當方法將其分離。

鈾235和鈾238原子以及其化合物分子,經過試驗已經確定,是符合這種方法的。試驗中,用一台激光器激發含鈾235的六氟化鈾氣體分子,可以在不影響含鈾238六氟化鈾分子的基礎上,讓含鈾235分子變化。之後使用第二台激光器,分解已激發的分子生成五氟化鈾,接著讓它以白色粉末形式回收……

實際上,采用原子蒸汽激光同位素分離工藝,也可以直接操作鈾金屬。具體情況為,用聚焦電子束在真空環境中把鈾金屬錠局部加熱到3000℃,使鈾金屬汽化成鈾238和鈾235的原子狀態。

之後選用激光器,讓鈾蒸汽中的鈾235原子被激光電離,鈾238原子則不受影響。電子之後,用電磁法收集鈾235,能夠大幅提升純度……”

讀完這個方法,李察眼睛微微亮起。

他能看出,激光分離法和之前的方法相比,是有突出優點的。

首先第一點,就是分離系數大,方法簡便。

第二點則是耗電少,按照方法中一些數據的推算,激光分離法需要的電量,可能不足擴散法的十分之一。

要知道當初地球上,曼哈頓計劃為了采用氣體擴散法,差不多消耗了1700兆瓦電量,難度太大。降低到十分之一,還能勉強考慮。