Se clasifica gran parte de la información detallada, aunque hay disponible información explícita sobre la hidrodinámica involucrada. El trabajo teórico original fue realizado por Dirac y Onsager también trabajó en el problema.
Pero típicamente se dice que las centrífugas tipo Zippe tienen un radio de aproximadamente 10 cm y algo así como 5 m de altura, para un volumen total de algo menos de 150,000 cc o 150 litros. Giran a 90,000 – 100,000 RPM, lo que conduce a una velocidad lineal en el borde de aproximadamente 1050 m / s. Eso corresponde a una aceleración de aproximadamente 1,000,000 g.
Se utiliza gas hexafluoruro de uranio; la técnica se denomina separación de isótopos por centrifugación gaseosa. La diferencia entre las masas de U235 y U238 es solo del 1%, pero en el campo de aceleración muy alto en el marco giratorio del gas, las fuerzas centrífugas y las fuerzas de Coriolis conducen el U238 más pesado hacia las paredes de la centrífuga.
Con una aceleración tan alta, la distribución de densidad del gas alcanza su punto máximo en la pared, y la presión debe limitarse cuidadosamente para que no se forme líquido; cualquier condensación del gas podría conducir a una grave inestabilidad rotacional del cilindro giratorio.
- ¿Por qué la central nuclear de Daya Bay se encuentra tan cerca de las principales ciudades de Shenzhen PRC y Hong Kong SAR?
- ¿Cómo obtuvo Pakistán fácilmente la energía nuclear de los Estados Unidos en comparación con la India?
- Reactores nucleares: ¿eran NRU, NPD, Douglas Point y la primera unidad de Pickering todos en Canadá?
- ¿La batería doméstica de Tesla acaba de matar la energía nuclear?
- ¿Cuál es el mejor método de eliminación de residuos nucleares?
Luego, se calienta el fondo de la centrífuga, se dice que crea un gradiente térmico entre el fondo y la parte superior de aproximadamente 300-350 K.
Esto impulsa la convección, y el encendedor U235 sube por el interior de la centrífuga hacia la parte superior donde se enriquece y la mezcla más rica de U235 / U238 puede bombearse continuamente. El U238 más pesado se mueve hacia abajo y se puede bombear mientras se bombea más en la parte inferior.
Luego configura cadenas o cascadas continuas de muchas de estas centrifugadoras y obtiene una mezcla cada vez más rica bombeando la salida enriquecida U235 de una centrífuga en la entrada de la próxima centrífuga en la cadena. El producto de desecho de las etapas posteriores de la cadena también se retroalimenta a las etapas anteriores y esto requiere un control delicado para optimizar la producción general del producto enriquecido.
Los tubos están hechos de aleaciones especiales que pueden soportar las altas fuerzas, y están girando al vacío para reducir la fricción y proporcionar aislamiento térmico. Deben construirse con cuidado y hay problemas de vibración que deben superarse.
Entonces, en principio es simple, pero los detalles se mantienen en secreto. No podría decirle qué tipo de enriquecimiento obtiene de una centrífuga que funciona continuamente, pero sospecho que no es mucho, probablemente no más que un factor de 1.1 más o menos. Se mejoraría girando más rápido y teniendo un cilindro más largo y probablemente un gradiente térmico más alto dentro de ciertos límites. Probablemente no tome mucho tiempo alcanzar la estratificación máxima una vez que el gas se bombea al tubo.