გამდიდრებული ურანი

გამდიდრებული ურანი — ურანის ტიპი, რომელშიც ურან-235-ის (აღინიშნება 235) პროცენტული მნიშვნელობა გაზრდილია იზოტოპური დაყოფის გზით. ბუნებრივი ურანი სამი ძირითადი იზოტოპისგან შედგება: ურან-238 (238 — 99.2732-99.2752%-ლი შემადგენლობით), ურან-235 (235 — 0.7198-0.7210%-ლი შემადგენლობით) და ურან-234 (234 — 0.0049-0.0059%-ლი შემადგენლობით). 235 არის ერთადერთი ნუკლიდი, რომელიც გვხვდება ბუნებაში და ექვემდებარება ნეიტრონულ დაშლას.

გამდიდრებული ურანი კრიტიკული კომპონენტია როგორც სამოქალაქო ბირთვული ენერგიის გენერაციისთვის, ასევე სამხედრო ბირთვული იარაღისთვის. დაბალგამდიდრებული ურანი (20%-ზე ნაკლები 235) აუცილებელია მსუბუქწყლიანი რეაქტორების ფუნქციონირებისთვის, რომლებიც ბირთვული ელექტროენერგიის გენერაციის თითქმის 90%-ს შეადგენს. მაღალგამდიდრებული ურანი (20%-ზე მეტი 235) გამოიყენება მრავალი ბირთვული იარაღის ბირთვისთვის, ასევე საზღვაო ძრავებისა და კვლევის კომპაქტური რეაქტორებისთვის, ასევე სელექციონერული რეაქტორებისთვის. მსოფლიოში დაახლოებით 2000 ტონა მაღალგამდიდრებული ურანია.

გამდიდრების მეთოდები პირველად ფართო მასშტაბით შემუშავდა მანჰეტენის პროექტის მიერ. მისი აირისებრი დიფუზიის მეთოდი გამოიყენებოდა 1940-იან და 1950-იან წლებში, როდესაც საბჭოთა კავშირში შეიქმნა გაზის ცენტრიფუგის მეთოდი და ფართოდ დაინერგა.

გამდიდრების შედეგად დარჩენილი 238 ცნობილია, როგორც გაღარიბებული ურანი და გაცილებით ნაკლებად რადიოაქტიურია, ვიდრე ბუნებრივი ურანი, თუმცა მაინც ძალიან მკვრივია. გაღარიბებული ურანი გამოიყენება როგორც რადიაციისგან დამცავი მასალა და მისი მაღალი სიმკვრივის გამო აქტიურად გამოიყენება ჯავშანგამტანი ჭურვების დამზადებისას.

კლასები
დედამიწიდან მოპოვებული ურანი არ არის შესაფერისი საწვავად ბირთვული რეაქტორების უმეტესობისთვის და საჭიროებს დამატებით დამუშავებას მის გამოსაყენებლად. ურანი მოიპოვება მიწისქვეშ ან ღია კარიერში, მისი მოპოვების სიღრმის მიხედვით. ურანის მადნის მოპოვების შემდეგ, მან უნდა გაიაროს დაფქვის პროცესი მადნიდან ურანის ამოსაღებად.

ეს მიიღწევა ქიმიური პროცესების კომბინაციით, რომლის საბოლოო პროდუქტია კონცენტრირებული ურანის ოქსიდი, რომელიც ცნობილია როგორც „ყვითელი ნამცხვარი“, შეიცავს დაახლოებით 80% ურანს, ხოლო ორიგინალური მადანი, როგორც წესი, შეიცავს მხოლოდ 0.1% ურანს.

ეს „ყვითელი ნამცხვარი“ დამატებით მუშავდება ბირთვული საწვავის წარმოებისთვის შესაფერისი ურანის სასურველი ფორმის მისაღებად. დაფქვის პროცესის დასრულების შემდეგ, ურანმა შემდეგ უნდა გაიაროს გარდაქმნის პროცესი, „ან ურანის დიოქსიდად, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას საწვავად იმ ტიპის რეაქტორებისთვის, რომლებიც არ საჭიროებენ გამდიდრებულ ურანს, ან ურანის ჰექსაფტორიდად, რომლის გამდიდრებაც შესაძლებელია საწვავის წარმოებისთვის რეაქტორების უმეტესობისთვის“. ბუნებრივი ურანი შედგება 235 და 238 ნარევისგან. 235 არის გახლეჩადი, რაც ნიშნავს, რომ ის ადვილად იშლება ნეიტრონებით, ხოლო დანარჩენი 238-ია, მაგრამ ბუნებაში, მოპოვებული მადნის 99%-ზე მეტი 238-ა. ბირთვული რეაქტორების უმეტესობას სჭირდება გამდიდრებული ურანი, რომელიც არის ურანი 235-ს მაღალი კონცენტრაციით, რომელიც მერყეობს 3.5%-დან 4.5%-მდე (თუმცა რამდენიმე რეაქტორის დიზაინი, რომელიც იყენებს გრაფიტს ან მძიმე წყლის მოდერატორს, როგორიცაა და , შეუძლია ბუნებრივი ურანის საწვავად გამოყენება). არსებობს გამდიდრების ორი კომერციული პროცესი: აირისებრი დიფუზია და აირისებრი ცენტრიფუგირება. ორივე გამდიდრების პროცესი მოიცავს ურანის ჰექსაფტორიდის გამოყენებას და წარმოქმნის გამდიდრებულ ურანის ოქსიდს.

გადამუშავებული ურანი 
გადამუშავებული ურანი გადის ქიმიური და ფიზიკური დამუშავების სერიას, რათა მორჩენილი ბირთვული საწვავისგან გამოყოფილ იქნეს გამოსადეგი ურანი. გადამუშავებული ურანი არის ბირთვული საწვავის ციკლების პროდუქტი, რომელიც მოიცავს გამოყენებული საწვავის ბირთვულ გადამუშავებას. მსუბუქწყლიანი რეაქტორის გამოყენებული საწვავისგან აღებული გადამუშავებული ურანი, როგორც წესი, შეიცავს ოდნავ მეტ 235-ს, ვიდრე ბუნებრივი ურანი და, შესაბამისად, შეიძლება გამოყენებულ იქნას იმ რეაქტორების საწვავად, რომლებიც ჩვეულებრივ იყენებენ ბუნებრივ ურანს საწვავად, როგორიცაა რეაქტორები. ის ასევე შეიცავს არასასურველ იზოტოპ ურან-236-ს, რომელიც განიცდის ნეიტრონების დაჭერას, ნეიტრონების კარგვას (და მოითხოვს 235-ით უფრო მაღალ გამდიდრებას) და ქმნის ნეპტუნიუმ-237-ს, რომელიც იქნება ერთ-ერთი ყველაზე მობილური და პრობლემური რადიონუკლიდი ბირთვული ნარჩენების ღრმა გეოლოგიურ საცავის განადგურებაში. გადამუშავებული ურანი ხშირად შეიცავს სხვა ტრანსურანული ელემენტების და დაშლის პროდუქტების კვალს, რაც მოითხოვს ფრთხილ მონიტორინგს და მართვას საწვავის დამზადებისა და რეაქტორის მუშაობის დროს.

დაბალგამდიდრებული ურანი 
დაბალგამდიდრებულ ურანს აქვს 235-ის 20%-ზე დაბალი კონცენტრაცია; მაგალითად, კომერციულ მსუბუქწყლიან რეაქტორში, მსოფლიოში ყველაზე გავრცელებულ ენერგეტიკულ რეაქტორებში, 235-ის კონცენტრაცია 3-დან 5%-მდე მერყეობს. მცირედგამდიდრებულ ურანში 235-ის კონცენტრაცია 2%-ზე დაბალია.

მაღალი კონცენტრაციის დაბალგამდიდრებული ურანი 
მაღალი კონცენტრაციის დაბალგამდიდრებული ურანი გამდიდრებულია 5%-დან 20%-მდე და საჭიროა მრავალი მცირე მოდულური რეაქტორისთვის . კვლევით რეაქტორებში გამოყენებული ახალი დაბალგამდიდრებული ურანის 235 ჩვეულებრივ გამდიდრებულია 12%-დან 19.75%-მდე; ეს უკანასკნელი კონცენტრაცია გამოიყენება მაღალგამდიდრებული ურანის საწვავის შესაცვლელად დაბალგამდიდრებულ ურანად გარდაქმნისას.

მაღალგამდიდრებული ურანი 
მაღალგამდიდრებულ ურანს აქვს 235-ის 20%-იანი ან მეტი კონცენტრაცია. გამდიდრების ეს მაღალი დონე აუცილებელია ბირთვული იარაღისა და გარკვეული სპეციალიზებული რეაქტორის დიზაინისთვის. ბირთვული იარაღის პირველად მასალებში არსებული დაშლადი ურანი ჩვეულებრივ შეიცავს 235-ის 85%-ს ან მეტს, რომელიც ცნობილია როგორც იარაღის კლასი, თუმცა თეორიულად იმპლოზიური დიზაინისთვის, მინიმუმ 20% შეიძლება საკმარისი იყოს (ე.წ. იარაღისთვის გამოსაყენებელი), თუმცა ამას დასჭირდება ასობით კილოგრამი მასალა და „არ იქნება პრაქტიკული მისი დაპროექტება“; ჰიპოთეზურად შესაძლებელია კიდევ უფრო დაბალი გამდიდრება, მაგრამ გამდიდრების პროცენტის შემცირებასთან ერთად, სწრაფი ნეიტრონების კრიტიკული მასა სწრაფად იზრდება, მაგალითად, საჭიროა 235-ის 5.4% უსასრულო მასა.

პირველ ურანის ბომბში, -ში, რომელიც შეერთებულმა შტატებმა 1945 წელს ჰიროსიმაზე ჩამოაგდეს, გამოყენებული იყო 64 კილოგრამი 80%-ით გამდიდრებული ურანი. იარაღის გახლეჩვადი ბირთვის ნეიტრონულ რეფლექტორში (რომელიც სტანდარტულია ყველა ბირთვულ ასაფეთქებელ ნივთიერებაზე) შეფუთვით შეიძლება მკვეთრად შემცირდეს კრიტიკული მასა. იმის გამო, რომ ბირთვი გარშემორტყმული იყო ნეიტრონული რეფლექტორით, აფეთქების დროს ის თითქმის 2.5 კრიტიკულ მასას შეადგენდა. ნეიტრონული რეფლექტორები, რომლებიც ახდენენ გახლეჩვადი ბირთვის შეკუმშვას იმპლოზიის, შერწყმის გაძლიერების და „დატკეპნის“ გზით, რაც ინერციით ანელებს გახლეჩვადი ბირთვის გაფართოებას, საშუალებას იძლევა შეიქმნას ბირთვული იარაღის დიზაინი, რომელიც იყენებს იმაზე ნაკლებს, ვიდრე ნორმალური სიმკვრივის დროს იქნებოდა ერთი შიშველი სფეროს კრიტიკული მასა. 238 იზოტოპის ძალიან დიდი რაოდენობით არსებობა აფერხებს ბირთვულ ჯაჭვურ რეაქციას, რომელიც პასუხისმგებელია იარაღის სიმძლავრეზე. 85%-ით მაღალგამდიდრებული ურანის კრიტიკული მასა დაახლოებით 50 კილოგრამია, რომელიც ნორმალური სიმკვრივის შემთხვევაში დაახლოებით 17 სანტიმეტრის დიამეტრის სფეროს წარმოადგენდა. რაც 11.4 სმ დიამეტრს შეესაბამება.

შემდგომ პერიოდში აშშ-ის ბირთვული იარაღი პირველად საფეხურზე პლუტონიუმ-239-ს იყენებდა, მაგრამ პირველადი ბირთვული აფეთქების შედეგად შეკუმშული მეორადი საფეხური ხშირად იყენებს 40%-დან 80%-მდე გამდიდრების მქონე მაღალგამდიდრებულ ურანს, თერმობირთვულ საწვავთან — ლითიუმ დეიტერიდთან ერთად. ეს მრავალსაფეხურიანი დიზაინი აძლიერებს ბირთვული იარაღის ეფექტურობას და ეფექტიანობას, რაც დეტონაციის დროს ენერგიის გამოთავისუფლებაზე უფრო მეტ კონტროლს იძლევა. დიდი ბირთვული იარაღის მეორადისთვის, ნაკლებად გამდიდრებული ურანის უფრო მაღალი კრიტიკული მასა შეიძლება უპირატესობა იყოს, რადგან ის აფეთქების დროს ბირთვს საშუალებას აძლევს შეიცავდეს უფრო დიდი რაოდენობით საწვავს. ეს დიზაინის სტრატეგია ოპტიმიზაციას უკეთებს მოწინავე ბირთვული იარაღის სისტემების აფეთქების გამოსავლიანობას და მუშაობას. 238 არ არის გახლეჩადი, მაგრამ მაინც გახლეჩადია სწრაფი ნეიტრონებით (>2 ), როგორიცაა - შერწყმის დროს წარმოქმნილი.

მაღალგამდიდრებული ურანი ასევე გამოიყენება სწრაფ ნეიტრონულ რეაქტორებში, რომელთა ბირთვები მოითხოვს დაახლოებით 20% ან მეტ გახლეჩად მასალას, ასევე საზღვაო რეაქტორებში, სადაც ის ხშირად შეიცავს მინიმუმ 50% 235-ს, მაგრამ ჩვეულებრივ არ აღემატება 90%-ს. ეს სპეციალიზებული რეაქტორული სისტემები ეყრდნობა მაღალგამდიდრებულ ურანს მათი უნიკალური ოპერაციული მოთხოვნებისთვის, მათ შორის მაღალი ნეიტრონული ნაკადი და რეაქტორის დინამიკის ზუსტი კონტროლი. -1 კომერციული სწრაფი რეაქტორის პროტოტიპში გამოყენებული იყო მაღალი გამდიდრებული ურანი 235-ის 26.5%-ით. მნიშვნელოვანი რაოდენობით მაღალი გამდიდრებული ურანი გამოიყენება სამედიცინო იზოტოპების წარმოებაში, მაგალითად, მოლიბდენ-99 ტექნეციუმ-99 გენერატორებისთვის. სამედიცინო ინდუსტრია სარგებლობს მაღალგამდიდრებული ურანის უნიკალური თვისებებით, რაც საშუალებას იძლევა ეფექტურად წარმოიქმნას კრიტიკული იზოტოპები, რომლებიც აუცილებელია დიაგნოსტიკური ვიზუალიზაციისა და თერაპიული აპლიკაციებისთვის.

გამდიდრების მეთოდები
იზოტოპების გამოყოფა რთულია, რადგან ერთი და იგივე ელემენტის ორ იზოტოპს თითქმის იდენტური ქიმიური თვისებები აქვს და მათი გამოყოფა მხოლოდ თანდათანობით, მცირე მასური სხვაობის გამოყენებით შეიძლება. (235 მხოლოდ 1.26%-ით მსუბუქია 238-ზე). ეს პრობლემა კიდევ უფრო რთულდება, რადგან ურანი იშვიათად გამოიყოფა ატომური ფორმით, არამედ ნაერთის სახით (2356 მხოლოდ 0.852%-ით მსუბუქია 2386-ზე). იდენტური ეტაპების კასკადი წარმოქმნის 235-ს თანმიმდევრულად მაღალ კონცენტრაციებს. თითოეული ეტაპი შემდეგ ეტაპზე ოდნავ უფრო კონცენტრირებულ პროდუქტს გადასცემს და წინა ეტაპზე ოდნავ ნაკლებად კონცენტრირებულ ნარჩენს აბრუნებს.

ამჟამად გამდიდრებისთვის საერთაშორისო დონეზე გამოიყენება ორი კომერციული მეთოდი: აირადი დიფუზია (პირველი თაობა) და აირის ცენტრიფუგა (მეორე თაობა), რომელიც აირადი დიფუზიის ენერგიასთან შედარებით მხოლოდ 2%-დან 2.5%-მდე მოიხმარს ენერგიას.

დიფუზიის ტექნიკა
აირისებრი დიფუზია
აირისებრი დიფუზია არის ტექნოლოგია, რომელიც გამოიყენება გამდიდრებული ურანის წარმოებისთვის, აირისებრი ურანის ჰექსოფტორიდის („ჰექსი“) ნახევრად გამტარი მემბრანების გავლით გატარებით. ეს იწვევს მცირე განცალკევებას 235 და 238 შემცველ მოლეკულებს შორის. ცივი ომის განმავლობაში, აირისებრი დიფუზია მნიშვნელოვან როლს თამაშობდა, როგორც ურანის გამდიდრების ტექნიკა და 2008 წლის მონაცემებით, გამდიდრებული ურანის წარმოების დაახლოებით 33% შეადგენდა, მაგრამ 2011 წელს ის მოძველებულ ტექნოლოგიად ჩაოთვალა, რომელიც თანდათან იცვლება ტექნოლოგიების შემდგომი თაობებით, რადგან დიფუზიური ქარხნები თავისი არსებობის ბოლო წლებს ითვლიან. 2013 წელს, აშშ-ში მდებარე პადუკას ქარხანამ შეწყვიტა ფუნქციონირება; ეს იყო მსოფლიოში ბოლო კომერციული 235 აირისებრი დიფუზიური ქარხანა.

თერმული დიფუზია
თერმული დიფუზია იყენებს სითბოს გადაცემას თხელ სითხეში ან აირში იზოტოპების გამოყოფის მისაღწევად. ობიექტი გამოიყენებოდა ელექტრომაგნიტური იზოტოპების გამოყოფის პროცესისთვის საწყისი მასალის მოსამზადებლად, მაგრამ მოგვიანებით მიტოვებულ იქნა აირისებრი დიფუზიის სასარგებლოდ.

ცენტრიფუგის ტექნიკა
აირის ცენტრიფუგა
აირის ცენტრიფუგის პროცესი იყენებს მბრუნავი ცილინდრების დიდ რაოდენობას თანმიმდევრულად და პარალელურად. თითოეული ცილინდრის ბრუნვა ქმნის ძლიერ ცენტრიდანულ ძალას, რის გამოც 238-ს შემცველი მძიმე გაზის მოლეკულები ტანგენციალურად მოძრაობენ ცილინდრის გარეთა მიმართულებით, ხოლო 235-თი მდიდარი მსუბუქი გაზის მოლეკულები ცენტრთან უფრო ახლოს გროვდებიან. იგივე გამოყოფის მისაღწევად გაცილებით ნაკლები ენერგიაა საჭირო, ვიდრე ძველი აირის დიფუზიის პროცესისას, რომელიც მან დიდწილად ჩაანაცვლა და სწორედ ამიტომ იგი არის ამჟამინდელი არჩევანის მეთოდი. მას ასევე მეორე თაობას უწოდებენ. მისი გამოყოფის კოეფიციენტი თითოეულ ეტაპზე არის 1.3 აირის დიფუზიასთან მიმართებაში 1.005,

ზიპის ცენტრიფუგა
ზიპის ტიპის ცენტრიფუგა წარმოადგენს სტანდარტული გაზის ცენტრიფუგის გაუმჯობესებას, რომლის მთავარი განსხვავება სითბოს გამოყენებაა. მბრუნავი ცილინდრის ძირი თბება, რაც წარმოქმნის კონვექციურ დენებს, რომლებიც 235-ს ცილინდრში ამოძრავებენ, სადაც მისი შეგროვება შესაძლებელია კოვზებით. ცენტრიფუგის ეს გაუმჯობესებული დიზაინი კომერციულად გამოიყენება -ს მიერ ბირთვული საწვავის წარმოებისთვის და გამოიყენებოდა პაკისტანის მიერ ბირთვული იარაღის პროგრამაში.

ლაზერული ტექნიკა
ლაზერული პროცესები გვპირდება ენერგიის დაბალ ხარჯებს, კაპიტალურ ხარჯებს და კუდების დაბალ ანალიზებს, შესაბამისად, მნიშვნელოვან ეკონომიკურ უპირატესობებს. რამდენიმე ლაზერული პროცესი იქნა შესწავლილი და დამუშავების პროცესშია. იზოტოპების გამოყოფა ლაზერული აგზნებით კარგად არის შემუშავებული და კომერციული ექსპლუატაციისთვის ლიცენზირებულია 2012 წლიდან. იზოტოპების გამოყოფა ლაზერული აგზნებით არის ურანის გამოყოფის ძალიან ეფექტური და იაფი მეთოდი, რომლის განხორციელებაც შესაძლებელია მცირე ობიექტებში, რომლებიც მოითხოვენ გაცილებით ნაკლებ ენერგიას და სივრცეს, ვიდრე წინა გამოყოფის ტექნიკა. ურანის გამდიდრების ღირებულება ლაზერული გამდიდრების ტექნოლოგიების გამოყენებით დაახლოებით 30 დოლარია თითო -ზე, 1990-იან და 2000-იან წლებში 20-ზე მეტმა ქვეყანამ იმუშავა ლაზერულ გამოყოფაზე, თუმცა ყველამ მიაღწია ძალიან მწირ წარმატებას.

ატომური ორთქლის ლაზერული იზოტოპის გამოყოფა 
ატომური ორთქლის ლაზერული იზოტოპის გამოყოფა იყენებს სპეციალურად მორგებულ ლაზერებს ურანის იზოტოპების გამოსაყოფად ჰიპერწვრილი გადასვლების შერჩევითი იონიზაციის გამოყენებით. ტექნიკა იყენებს ლაზერებს, რომლებიც მორგებულია სიხშირეებზე, რომლებიც იონიზებენ 235 ატომებს და არა სხვას. დადებითად დამუხტული 235 იონები შემდეგ იზიდება უარყოფითად დამუხტულ ფირფიტაზე და ამ გზით გროვდება.

მოლეკულური ლაზერული იზოტოპის გამოყოფა 
მოლეკულური ლაზერული იზოტოპის გამოყოფა იყენებს ინფრაწითელ ლაზერს, რომელიც მიმართულია 6-ზე, აღძრავს მოლეკულებს, რომლებიც შეიცავს 235 ატომს. მეორე ლაზერი ათავისუფლებს ფტორის ატომს, ტოვებს ურანის პენტაფტორიდს, რომელიც შემდეგ გამოიყოფა აირიდან.

იზოტოპების გამოყოფა ლაზერული აგზნებით 
იზოტოპების გამოყოფა ლაზერული აგზნებით არის ავსტრალიური განვითარება, რომელიც ასევე იყენებს 6-ს. გაჭიანურებული განვითარების პროცესის შემდეგ, რომელშიც აშშ-ის გამდიდრების კომპანია -მა შეიძინა და შემდეგ უარი თქვა ტექნოლოგიის კომერციალიზაციის უფლებებზე, -მ 2006 წელს ხელი მოაწერა კომერციალიზაციის ხელშეკრულებას -თან. მას შემდეგ -მა ააშენა სადემონსტრაციო სატესტო ციკლი და გამოაცხადა საწყისი კომერციული ობიექტის მშენებლობის გეგმები. პროცესის დეტალები გასაიდუმლოებულია და შეზღუდულია აშშ-ს, ავსტრალიასა და კომერციულ სუბიექტებს შორის სამთავრობათაშორისო შეთანხმებებით. პროგნოზირებულია, რომ გაცილებით უფრო ეფექტური იქნება, ვიდრე არსებული წარმოების ტექნიკა, მაგრამ კვლავ, ზუსტი მაჩვენებელი გასაიდუმლოებულია. 2012 წლის სექტემბერში, -მ -ს გასცა ლიცენზია კომერციული გამდიდრების ქარხნის ასაშენებლად და ექსპლუატაციისთვის, თუმცა კომპანიას ჯერ არ გადაუწყვეტია, იქნებოდა თუ არა პროექტი საკმარისად მომგებიანი მშენებლობის დასაწყებად და მიუხედავად იმ შეშფოთებისა, რომ ტექნოლოგიას შეეძლო ბირთვული გავრცელების ხელშეწყობა. ბირთვული გავრცელების შიში ნაწილობრივ გამოწვეული იყო ლაზერული გამოყოფის ტექნოლოგიით, რომელიც ტიპიური გამოყოფის ტექნიკის სივრცის 25%-ზე ნაკლებს მოითხოვს და ასევე მხოლოდ იმ ენერგიას, რომელიც 12 ტიპურ სახლს ენერგიით უზრუნველყოფდა, რაც ლაზერული აგზნებით მომუშავე ლაზერული გამოყოფის ქარხნის არსებული სათვალთვალო ტექნოლოგიების აღმოჩენის ზღვარს გაცილებით დაბლა აყენებს. ის მოიცავს დეტალურ ანალიზს იმის შესახებ, თუ როგორ მუშაობს ტექნოლოგია და რა გამოწვევებს წარმოადგენს ის ურანის გამდიდრების საიდუმლო ობიექტების აღმოსაჩენად.

სხვა ტექნიკა
აეროდინამიკური პროცესები
აეროდინამიკური გამდიდრების პროცესები მოიცავს ბეკერის ჭავლური საქშენის ტექნიკას, რომელიც შეიმუშავეს ე. ვ. ბეკერმა და მისმა კოლეგებმა პროცესისა და ვორტექსური მილის გამოყოფის პროცესის გამოყენებით. ეს აეროდინამიკური გამოყოფის პროცესები დამოკიდებულია წნევის გრადიენტებით გამოწვეულ დიფუზიაზე, ისევე როგორც გაზის ცენტრიფუგა. მათ ზოგადად აქვთ ნაკლი, რადგან ენერგიის მოხმარების მინიმიზაციისთვის საჭიროა ინდივიდუალური გამყოფი ელემენტების კასკადური კომპლექსური სისტემები. ფაქტობრივად, აეროდინამიკური პროცესები შეიძლება ჩაითვალოს არამბრუნავ ცენტრიფუგებად. ცენტრიდანული ძალების გაძლიერება მიიღწევა 6-ის წყალბადით ან ჰელიუმით, როგორც გადამტანი აირით განზავებით, რაც აირის გაცილებით მაღალ ნაკადის სიჩქარეს აღწევს, ვიდრე ეს სუფთა ურანის ჰექსაფტორიდის გამოყენებით იქნებოდა შესაძლებელი. სამხრეთ აფრიკის ურანის გამდიდრების კორპორაციამ შეიმუშავა და განათავსა უწყვეტი -ის მორევის გამოყოფის კასკადი მაღალი წარმოების სიჩქარის დაბალი გამდიდრებისთვის და არსებითად განსხვავებული ნახევრად პარტიული -ის დაბალი წარმოების სიჩქარის მაღალი გამდიდრების კასკადი, ორივე იყენებს მორევის მილის გამყოფის კონკრეტულ დიზაინს და ორივე განხორციელებულია სამრეწველო ქარხანაში. სადემონსტრაციო ქარხანა აშენდა ბრაზილიაში -ის მიერ, -ის ხელმძღვანელობით კონსორციუმმა, რომელიც იყენებდა გამყოფი საქშენის პროცესს. ყველა მეთოდს აქვს მაღალი ენერგომოხმარება და ნარჩენი სითბოს მოცილების მნიშვნელოვანი მოთხოვნები; ამჟამად არცერთი არ გამოიყენება.

ელექტრომაგნიტური იზოტოპების გამოყოფა
ელექტრომაგნიტური იზოტოპების გამოყოფის პროცესში , მეტალის ურანი ჯერ ორთქლდება, შემდეგ კი იონიზდება დადებითად დამუხტულ იონებად. შემდეგ კათიონები აჩქარებენ და შემდგომ მაგნიტური ველებით გადაიხრებიან შესაბამის შემგროვებელ სამიზნეებზე. მეორე მსოფლიო ომის დროს შემუშავდა წარმოების მასშტაბის მას-სპექტრომეტრი, სახელწოდებით კალუტრონი, რომელმაც უზრუნველყო 235-ს ნაწილი, რომელიც გამოყენებული იყო -ის ბირთვული ბომბისთვის, რომელიც 1945 წელს ჰიროსიმაზე ჩამოაგდეს. ტერმინი „კალუტრონი“ ეხება მრავალსაფეხურიან მოწყობილობას, რომელიც განლაგებულია დიდ ოვალში ძლიერი ელექტრომაგნიტის გარშემო. ელექტრომაგნიტური იზოტოპების გამოყოფა დიდწილად მიტოვებულია უფრო ეფექტური მეთოდების სასარგებლოდ.

ქიმიური მეთოდები
ერთი ქიმიური პროცესი საპილოტე ქარხნის ეტაპზე იქნა დემონსტრირებული, მაგრამ წარმოებისთვის არ გამოიყენებოდა. ფრანგული პროცესი იყენებდა ძალიან მცირე განსხვავებას ორი იზოტოპის მიდრეკილებაში, შეეცვალათ ვალენტობა დაჟანგვა/აღდგენის დროს, შეურევადი წყლიანი და ორგანული ფაზების გამოყენებით. იაპონიაში -მ შეიმუშავა იონური გაცვლის პროცესი, რომელიც იყენებს მსგავს ქიმიას, მაგრამ ახდენს გამოყოფას საკუთრების ფისოვან იონური გაცვლის სვეტზე.

პლაზმური გამოყოფა
პლაზმური გამოყოფის პროცესი აღწერს ტექნიკას, რომელიც იყენებს ზეგამტარ მაგნიტებს და პლაზმის ფიზიკას. ამ პროცესში, იონური ციკლოტრონული რეზონანსის პრინციპი გამოიყენება 235 იზოტოპის შერჩევითი ენერგიით გასაძლიერებლად პლაზმაში, რომელიც შეიცავს იონების ნაზავს. საფრანგეთმა შეიმუშავა -ის საკუთარი ვერსია, რომელსაც უწოდა. -ის დაფინანსება მკვეთრად შემცირდა 1986 წელს და პროგრამა შეჩერდა დაახლოებით 1990 წელს, თუმცა კვლავ გამოიყენება სტაბილური იზოტოპების გამოყოფისთვის.

სეპარაციული სამუშაო ერთეული 
„სეპარაციული სამუშაო“ — გამდიდრების პროცესით განხორციელებული გამოყოფის რაოდენობა — არის ნედლეულის კონცენტრაციების, გამდიდრებული გამოსავლის და გამოფიტული ნარჩენების ფუნქცია; და გამოიხატება ერთეულებში, რომლებიც გამოითვლება ისე, რომ პროპორციული იყოს მთლიანი შეყვანის (ენერგია / მანქანის მუშაობის დრო) და დამუშავებული მასის. სეპარაციული სამუშაო არ არის ენერგია. სეპარაციული სამუშაოს ერთი და იგივე რაოდენობა მოითხოვს ენერგიის სხვადასხვა რაოდენობას, გამოყოფის ტექნოლოგიის ეფექტურობის მიხედვით.[18] სეპარაციული სამუშაო იზომება სეპარაციული სამუშაო ერთეულებში , კგ ან კგ (გერმანული -დან — სიტყვასიტყვით ურანის გამოყოფის სამუშაო). სეპარაციული სამუშაოს ეფექტური გამოყენება გადამწყვეტია ურანის გამდიდრების ობიექტების ეკონომიკური და ოპერატიული მუშაობის ოპტიმიზაციისთვის.

1 = 1  = 1  
1 = 1 = 1 
1 = 1 = 1 

ღირებულების საკითხები
გამდიდრების ობიექტის მიერ მოწოდებული სეპარაციული სამუშაო ერთეულების გარდა, გასათვალისწინებელი კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი პარამეტრია ბუნებრივი ურანის მასა, რომელიც საჭიროა გამდიდრებული ურანის სასურველი მასის მისაღებად. -ების რაოდენობის მსგავსად, საჭირო საწყისი მასალის რაოდენობა ასევე დამოკიდებული იქნება გამდიდრების სასურველ დონეზე და 235-ს რაოდენობაზე, რომელიც ხვდება გაღარიბებულ ურანში. თუმცა, გამდიდრების დროს საჭირო -ების რაოდენობისგან განსხვავებით, რომელიც იზრდება გაღარიბებულ ნაკადში 235-ს დონის შემცირებით, საჭირო -ს რაოდენობა შემცირდება -ში ხვდება 235-ს დონის შემცირებით.

მაგალითად, მსუბუქი წყლის რეაქტორში გამოსაყენებელი -ს გამდიდრებისას, გამდიდრებული ნაკადი, როგორც წესი, შეიცავს 3.6% 235-ს (-ს 0.7%-თან შედარებით), ხოლო გაღარიბებული ნაკადი შეიცავს 0.2%-დან 0.3%-მდე 235-ს. ამ -ს ერთი კილოგრამის წარმოებისთვის საჭირო იქნებოდა დაახლოებით 8 კილოგრამი და 4.5 , თუ ნაკადს დაშვებული ჰქონდა 0.3% 235. მეორეს მხრივ, თუ გაღარიბებულ ნაკადს მხოლოდ 0.2% 235 ჰქონდა, მაშინ მას მხოლოდ 6.7 კილოგრამი და თითქმის 5.7 გამდიდრება დასჭირდებოდა. რადგან გამდიდრების დროს საჭირო -ს რაოდენობა და -ების რაოდენობა საპირისპირო მიმართულებით იცვლება, თუ იაფია და გამდიდრების მომსახურება უფრო ძვირია, მაშინ ოპერატორები, როგორც წესი, აირჩევენ ნაკადში მეტი 235-ს დატოვებას, მაშინ თუ უფრო ძვირია და გამდიდრება ნაკლებია, მაშინ ისინი საპირისპიროს აირჩევენ.

ურანის (ჰექსაფტორიდი, შემოკლებით ) ლითონად გარდაქმნისას, წარმოების დროს იკარგება 0.3%.

ურანის გაღარიბება
ურანის გამდიდრების საპირისპიროა გაღარიბება; ჭარბი შეიძლება გაღარიბებული იყოს -მდე, რათა ის კომერციულ ბირთვულ საწვავში გამოსაყენებლად ვარგისი გახდეს. გაღარიბება ბირთვული გაუვრცელებლობის მცდელობებში ძირითადი პროცესია, რადგან ის ამცირებს პოტენციური იარაღისთვის ხელმისაწვდომი მაღალგამდიდრებული ურანის რაოდენობას, ამავდროულად კი მშვიდობიანი მიზნებისთვის გამოიყენება. -ს ნედლეული შეიძლება შეიცავდეს არასასურველ ურანის იზოტოპებს: 234 არის მცირე იზოტოპი, რომელიც ბუნებრივ ურანში შედის (ძირითადად 238-ს ალფა დაშლის პროდუქტი - რადგან 238-ს ნახევარდაშლის პერიოდი გაცილებით დიდია, ვიდრე 234-ს, ის წარმოიქმნება და ნადგურდება იმავე სიჩქარით მუდმივი სტაბილური მდგომარეობის წონასწორობაში, რაც ნებისმიერ ნიმუშს, რომელსაც აქვს საკმარისი 238 შემცველობა, მოაქვს 234-სა და 238-ს სტაბილურ თანაფარდობამდე საკმარისად დიდი ხნის განმავლობაში); გამდიდრების პროცესის დროს მისი კონცენტრაცია იზრდება, მაგრამ 1%-ზე გაცილებით დაბალი რჩება. 236-ს მაღალი კონცენტრაციები რეაქტორში დასხივების თანმდევი პროდუქტია და შესაძლოა, მისი წარმოების ისტორიიდან გამომდინარე, მაღალი მოლეკულური წონის მქონე ერთეულში იყოს. 236 ძირითადად წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც 235 შთანთქავს ნეიტრონს და არ ხდება მისი გახლეჩა. ამრიგად, 236-ს წარმოქმნა გარდაუვალია ნებისმიერ თერმულ ნეიტრონულ რეაქტორში, რომელსაც აქვს 235 საწვავი. ბირთვული იარაღის მასალის წარმოების რეაქტორებიდან (დაახლოებით 50%-იანი 235 ანალიზით) გადამუშავებული მაღალი მოლეკულური წონა შეიძლება შეიცავდეს 236-ს 25%-მდე კონცენტრაციას, რაც იწვევს დაახლოებით 1.5%-იან კონცენტრაციას შერეულ პროდუქტში. 236 არის ნეიტრონული შხამი; ამიტომ, პროდუქტში 235-ს ფაქტობრივი კონცენტრაცია შესაბამისად უნდა გაიზარდოს 236-ს არსებობის კომპენსაციისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ 234 ასევე შთანთქავს ნეიტრონებს, ის ნაყოფიერი მასალაა, რომელიც ნეიტრონის შთანთქმის შემდეგ გარდაიქმნება გახლეჩად 235-დ. თუ 236 შთანთქავს ნეიტრონს, შედეგად მიღებული ხანმოკლე სიცოცხლის 237 ბეტა იშლება 237-მდე, რომელიც არ არის გამოსაყენებელი თერმულ ნეიტრონულ რეაქტორებში, მაგრამ შეიძლება ქიმიურად გამოიყოს გამოყენებული საწვავისგან და გადაიქცეს ნარჩენებად ან გარდაიქმნას 238-დ (ბირთვულ ბატარეებში გამოსაყენებლად) სპეციალურ რეაქტორებში. ურანის იზოტოპური შემადგენლობის გაგება და მართვა დაშლის პროცესების დროს აუცილებელია შედეგად მიღებული ბირთვული საწვავის ხარისხისა და უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად, ასევე არასასურველ იზოტოპებთან დაკავშირებული პოტენციური რადიოლოგიური და პროლიფერაციის რისკების შესამცირებლად.

ნაზავი შეიძლება იყოს ან ; თუმცა, ნედლეულის ხარისხის მიხედვით, , როგორც წესი, 1.5 წონითი% 235-ით, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნაზავში არსებული არასასურველი თანმდევი პროდუქტების განზავებისთვის. ზოგიერთ შემთხვევაში, ამ იზოტოპების კონცენტრაცია პროდუქტში შეიძლება აღემატებოდეს -ის სპეციფიკაციებს ბირთვული საწვავისთვის, თუ გამოყენებული იქნება ან . ამრიგად, -ს დაქვეითებული შერევა ზოგადად ვერ უწყობს ხელს ნარჩენების მართვის პრობლემას, რომელსაც წარმოქმნის გაღარიბებული ურანის არსებული დიდი მარაგი. გაღარიბებული ურანის ეფექტური მართვისა და განკარგვის სტრატეგიები გადამწყვეტია გრძელვადიანი უსაფრთხოებისა და გარემოს დაცვის უზრუნველსაყოფად. ინოვაციური მიდგომები, როგორიცაა გაღარიბებული ურანის ხელახალი გადამუშავება და გადამუშავება, შეიძლება გვთავაზობდეს მდგრად გადაწყვეტილებებს ნარჩენების მინიმიზაციისა და რესურსების გამოყენების ოპტიმიზაციისთვის ბირთვული საწვავის ციკლში.

ძირითადი დაქვეითებული შერევის პროექტი, სახელწოდებით „მეგატონებიდან მეგავატებამდე პროგრამა“, ყოფილი საბჭოთა კავშირის იარაღის კლასის -ს გარდაქმნის აშშ-ის კომერციული ენერგეტიკული რეაქტორების საწვავად. 1995 წლიდან 2005 წლის შუა პერიოდამდე, 250 ტონა მაღალგამდიდრებული ურანი (საკმარისი 10,000 ქობინისთვის) გადამუშავდა დაბალგამდიდრებულ ურანად. მიზანია 2013 წლისთვის 500 ტონის გადამუშავება. რუსული ბირთვული ქობინების დეკომისიის პროგრამა 2008 წლამდე გამდიდრებული ურანის მსოფლიო მოთხოვნილების დაახლოებით 13%-ს შეადგენდა. ამ ინოვაციურმა პროგრამამ არა მხოლოდ ხელი შეუწყო იარაღისთვის ვარგისი ჭარბი ურანის უსაფრთხოდ და დაცულად განადგურებას, არამედ ხელი შეუწყო სამოქალაქო ატომური ელექტროსადგურების მდგრად ფუნქციონირებას, შეამცირა ახლად გამდიდრებულ ურანზე დამოკიდებულება და ხელი შეუწყო გაუვრცელებლობის მცდელობებს მთელ მსოფლიოში.

გლობალური გამდიდრების ობიექტები
ქვეყნები, რომლებიც ეწევიან ურანის გამდიდრებას, შემდეგია: არგენტინა, ბრაზილია, ჩინეთი, საფრანგეთი, გერმანია, ინდოეთი, ირანი, იაპონია, ნიდერლანდები, ჩრდილოეთ კორეა, პაკისტანი, რუსეთი, გაერთიანებული სამეფო და აშშ. ბელგია, ირანი, იტალია და ესპანეთი ფლობენ საინვესტიციო წილს ფრანგულ ევროდიფის გამდიდრების ქარხანაში, სადაც ირანის წილის მფლობელი მას გამდიდრებული ურანის წარმოების 10%-ის უფლებას აძლევს. ქვეყნები, რომლებსაც წარსულში ჰქონდათ გამდიდრების პროგრამები, არიან ლიბია და სამხრეთ აფრიკა, თუმცა ლიბიის ობიექტი არასდროს ფუნქციონირებდა. ავსტრალიურმა კომპანია -მა შეიმუშავა ლაზერული გამდიდრების პროცესი, რომელიც ცნობილია როგორც (იზოტოპების გამოყოფა ლაზერული აგზნებით), რომლის განხორციელებასაც ის გეგმავს -ის აშშ-ის კომერციულ საწარმოში ფინანსური ინვესტიციების გზით. მიუხედავად იმისა, რომ -ს მიენიჭა ქარხნის აშენების ლიცენზია, განვითარება ჯერ კიდევ ადრეულ ეტაპზეა, რადგან ლაზერული გამდიდრების ეკონომიკურად მომგებიანობა ჯერ კიდევ არ არის დადასტურებული და მიმდინარეობს პეტიციის შეტანა ბირთვული გავრცელების შეშფოთების გამო -ისთვის გაცემული ლიცენზიის გადახედვის მიზნით. ასევე აცხადებენ, რომ ისრაელს აქვს ურანის გამდიდრების პროგრამა, რომელიც განთავსებულია ნეგევის ბირთვული კვლევის ცენტრის ადგილას, დიმონას მახლობლად.

კოდური სახელი
მანჰეტენის პროექტის დროს, იარაღის გამოყენებისთვის ვარგის მაღალგამდიდრებულ ურანს მიენიჭა კოდური სახელი „ორალოი“ ( — -ის შემოკლებული ვერსია), იმ ქარხნების მდებარეობის მიხედვით, სადაც ურანი გამდიდრდა. ტერმინი „ორალოი“ დღემდე ზოგჯერ გამოიყენება გამდიდრებული ურანის აღსანიშნავად.