Jelaskan Pengayaan uranium dari Bahan bakar nuklir

Setelah konversi, gas UF 6 dikirim ke pabrik pengayaan di mana masing-masing isotop uranium dipisahkan untuk menghasilkan UF 6 yang diperkaya, yang memiliki konsentrasi U-235 3% hingga 5%.

Gas uranium heksafluorida diperkaya dalam 235U dengan memasukkan gas ke dalam silinder berputar cepat ('sentrifugal'), di mana isotop yang lebih berat didorong keluar ke dinding silinder. Uranium juga dapat diperkaya menggunakan teknologi lama (difusi gas) dengan memompa gas UF6 melalui membran berpori yang memungkinkan 235U untuk melewati lebih mudah daripada isotop yang lebih berat, seperti 238U. Riset

dan aktivitas pengembangan sedang berlangsung untuk memperkaya uap 235U dengan teknik laser.

Dua jenis proses pengayaan uranium telah digunakan di Amerika Serikat: difusi gas dan sentrifus gas. Amerika Serikat saat ini memiliki satu pabrik pengayaan yang beroperasi, yang menggunakan proses sentrifus gas. UF 6 yang diperkaya disegel dalam tabung dan dibiarkan dingin dan mengeras sebelum diangkut ke pabrik perakitan bahan bakar reaktor nuklir dengan kereta api, truk, atau tongkang.

Pemisahan isotop laser uap atom (AVLIS) dan pemisahan isotop laser molekuler (MLIS) adalah teknologi pengayaan baru yang saat ini sedang dikembangkan. Proses pengayaan berbasis laser ini dapat mencapai faktor pengayaan awal (pemisahan isotop) yang lebih tinggi daripada proses difusi atau sentrifus dan dapat menghasilkan uranium yang diperkaya lebih cepat daripada teknik lainnya.

Rekonversi uranium dan fabrikasi bahan bakar nuklir

Setelah uranium diperkaya, ia siap untuk diubah menjadi bahan bakar nuklir. Di fasilitas fabrikasi bahan bakar nuklir, UF 6, dalam bentuk padat, dipanaskan menjadi bentuk gas, dan kemudian gas UF 6 diproses secara kimia untuk membentuk bubuk uranium dioksida (UO 2). Serbuk tersebut kemudian dikompresi dan dibentuk menjadi pelet bahan bakar keramik kecil. Pelet ditumpuk dan disegel ke dalam tabung logam panjang berdiameter sekitar 1 sentimeter untuk membentuk batang bahan bakar. Batang bahan bakar kemudian dibundel bersama untuk membuat rakitan bahan bakar. Tergantung pada jenis reaktornya, setiap rakitan bahan bakar memiliki sekitar 179 hingga 264 batang bahan bakar. Inti reaktor tipikal menampung 121 hingga 193 rakitan bahan bakar.

Padat diperkaya uranium hexafluoride (UF6) diubah menjadi pelet uranium oksida (UO2), dengan menekan dan sintering (memanggang) UO2 pada suhu lebih dari 1400 ° C untuk mencapai kepadatan tinggi dan stabilitas. Pelet adalah berbentuk silinder dan biasanya berdiameter 8–15 mm dan panjang 10–15 mm. Mereka dikemas dalam tabung logam panjang untuk membentuk batang bahan bakar, yang bisa menahan suhu dan tekanan tinggi. Batang bahan bakar kemudian dikelompokkan dalam 'bundel rakitan bahan bakar' untuk dimasukkan ke dalam reaktor nuklir. Proses yang sama digunakan untuk membuat campuran bahan bakar oksida (MOX), tersusun uranium dan plutonium oksida.

Ada banyak variasi di antara rakitan bahan bakar yang dirancang untuk berbagai jenis reaktor. Ini berarti bahwa pelanggan memiliki pilihan terbatas pada pemasok rakitan bahan bakar buatan, terutama untuk PWR.