Verrijkt uranium

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Een schijf hoogverrijkt uranium.
Een cascade van gascentrifuges die gebruikt wordt bij de productie van verrijkt uranium.

Verrijkt uranium is uranium waarin de isotoop uranium-235 (genoteerd als 235U) meer vertegenwoordigd is dan in uranium zoals het van nature voorkomt. Het wordt toegepast in kernreactoren en in kernwapens.

Uranium zoals dat van nature voorkomt, bestaat hoofdzakelijk uit uranium-238 (238U), een kleine fractie 235U, en sporen van uranium-234 (234U). Hiervan is alleen 235U splijtbaar. Voor het op gang houden van een kettingreactie is een hoger percentage 235U noodzakelijk dan in natuurlijk uranium wordt gevonden. Het bereiken van een hoger percentage wordt 'verrijken' genoemd. Voor kernenergie is uranium met een gehalte van 3 à 5 procent 235U voldoende. Voor kernwapens is een percentage 235U van boven de 90 noodzakelijk. Dergelijk hoog-verrijkt uranium wordt weapons grade uranium genoemd.

Er zijn vijf methoden bekend om uranium te verrijken:

Voor verrijken worden momenteel twee methoden gebruikt. Hierbij wordt gebruikgemaakt van het feit dat 235U lichter is dan 238U. In beide gevallen wordt uranium gebonden aan fluor tot uraniumhexafluoride, waarna deze verbinding bij kamertemperatuur gasvormig wordt gemaakt door de druk te verlagen. Daarna kan het gehalte 235U worden verhoogd met een gascentrifuge of door gasdiffusie.

Bij de gascentrifuge-methode wordt gas in een centrifuge bewerkt. De zwaardere fractie wordt naar de buitenkant geslingerd en kan daar worden afgetapt. In de centrifuge blijft aldus een groter aandeel 235U over.

Bij gasdiffusie wordt een gas door een membraan geperst, waarbij de lichtere fractie gemakkelijker door het membraan gaat dan de zwaardere fractie. Het gehalte aan 235U neemt hierdoor toe.

Tot 1942 was eigenlijk alleen de eerste methode in gebruik. De Amerikanen kregen de technische problemen bij gascentrifuge niet onder de knie, en stapten in 1942 over op gasdiffusie, hoewel dit procedé per verrijkingseenheid veel meer energie kost dan de gascentrifuge. De Duitsers hielden vast aan het gascentrifuge-procedé met behulp van ultracentrifuges.

Na de Tweede Wereldoorlog werd dit project voortgezet. Hierbij was de Nederlander Jacob Kistemaker betrokken. Wel werd het in het kader van de Ostpolitik onverstandig geacht om uraniumverrijkingsfabrieken in de Duitse Bondsrepubliek op te richten. Daarom werd in Almelo de eerste Duitse verrijkingscapaciteit opgesteld bij het in 1970 opgerichte URENCO, een samenwerking van Nederland (Ultra-Centrifuge Nederland), Duitsland en Groot-Brittannië.