半岛无核化一直都是国际各方关注的焦点,尤其在朝鲜不久前进行了核爆试验后,引发了一系列的连锁反应。辽宁丹东鸿祥集团也被推上了风口浪尖,美韩指控其向朝鲜出口价值25万多美元的氧化铝,而这可用来制造浓缩铀所需的离心机,鸿祥集团掌门人,神秘的丹东女首富马晓红就此落马。
对于神秘丹东女首富以及可能涉案的朝鲜光鲜银行调查,我们并不了解也不擅长八卦,就留给其他媒体去挖掘吧。不过对于制造离心机所需的氧化铝这种分内之事,小编向特种氧化铝业内人士进行了请教。
关于浓缩铀技术
铀浓缩方法主要有两种。气体扩散法是冷战时代几个强国制造核武器时的首选方法,但是其缺点是耗电量巨大,且分离效率较低。冷战期间苏联首先开发的气体离心法成为了核大国的主要铀浓缩方法。这种方法耗电只有气体扩散法的十分之一,也有一些试图跨过核门槛的第三世界国家采用这一方法。这些国家主要是通过向俄罗斯购买的较早期的离心机或走私关键部件来实现铀浓缩的。然而你不要以为这样效率就有多高!
伊朗总统内贾德2008年宣布,该国现在已经在纳坦兹装备了近6000台用于提炼浓缩铀的离心机。据报道称,这些是俄罗斯的第二代铀浓缩离心机(2015年俄罗斯公开消息称,其科学家正测试第十代浓缩铀离心机),这是一种很低效率的生产方法,这其实等于说:200吨铀矿,只能提炼出1KG丰度90%以上的铀235,伊朗差不多一年也就能生产一枚核武器。
此前,真正实现工业化生产的有西欧Urenco合资公司和俄罗斯Rosatom公司。当时,中核集团进行相关研究的主要是兰州铀浓缩工厂,该厂以前使用过俄罗斯制造的第六代铀浓缩离心机,但由于设备价格高昂,扩大生产规模不易。
2013年,中核工业集团证实,中国自主研制的铀浓缩离心机在兰州成功实现工业化应用。而这标志着中国具备了核燃料生产的自主化工业能力,完全掌握了离心法铀浓缩技术,对保障中国核电可持续发展具有重大战略意义。
关于气体离心机
气体离心法的主要难点在于离心机的制造,进入离心机的六氟化铀(UF6)气体温度高达2000摄氏度,离心机的内筒要在高度真空环境下高速运转,其线速度达到音速。而且离心机必须长时间连续工作,如果在工作期间停转就会前功尽弃,而且由于每个离心机单独生产的铀产量很小,一个铀浓缩设施一般会用几千到上万,甚至数万台离心机同时工作。这对于机械可靠性、材料技术等都提出了极高的要求,尤其是离心机的转子材料极其特殊。
气体离心法示意图
关于离心机用氧化铝
继续关于气体离心机的话题深入下去,小编深感力不从心。不过好在我们绕了一个大圈回来,目的其实是想说说气体离心机用的氧化铝。不管以任何形式对常见的工业离心机进行分类,氧化铝最主要的用途是内衬耐磨陶瓷片。比如进料管、排料仓等易磨损部位,这样可以大大延长设备使用寿命。
普通氧化铝陶瓷按照Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种,纯度更高的还有995瓷(99.5%)和997瓷(99.7%)。当Al2O3含量达到或者超过99.9%以后,就被称为高纯型氧化铝陶瓷。
最后,感谢“河南济源兄弟材料有限公司”高总为本文提供了素材。
粉体圈 作者:启东
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