انتشار غازي
الانتشار الغازي عبارة عن تقنية تستخدم لإنتاج اليورانيوم المخصّب عن طريق إجبار سداسي فلوريد اليورانيوم UF على العبور خلال غشاء نصف نفوذ. هذه العملية تؤدي إلى إجراء عملية فصل بين الجزيئات الحاوية على اليورانيوم-235 U و اليورانيوم-238 U. كانت هذه العملية أول طريقة للحصول على اليورانيوم المخصب على مستوى صناعي.
طوّرت هذه الطريقة من قبل فرانسيس سيمون Francis Simon و نيكولاس كورتي Nicholas Kurti في مختبر كلاريندون في المملكة المتحدة عام 1940. نقلت هذه التقنية إلى الولايات المتحدة الأمريكية وأصبحت جزء من مشروع مانهاتن.
يعتمد مبدأ الانتشار الغازي على قانون غراهام والذي ينص على أن تدفق الغازات يتناسب عكساً مع الجذر التربيعي للكتلة المولية للغاز. على سبيل المثال، في حجرة مزودة بغشاء نصف نفوذ وحاوية على مزيج من غازين، فإن الغاز الأخف سيتدفق عبر الغشاء خارجاً من الوعاء بسرعة أكبر من الجزيء الأثقل.
هناك نظيرين مشعّين لليورانيوم، U و U وهما متشابهان في كثير من الأمور باستثناء أن يورانيوم-235 عبارة عن مادة انشطارية، وهي المادة الوححيدة المتوفرة في الطبيعة ولها هذه الخواص. لكن اليورانيوم في الطبيعة يحوي فقط 0.72% وزناً من U، ويجب أن تصل نسبته إلى 2–5% ليصبح من الممكن استخدامه في التفاعل النووي المستمر اللازم للقنبلة النووية.
إن سداسي فوريد اليورانيوم UF هو المركب الوحيد لليورانيوم الذي له تطايرية كافية ليستعمل في الانتشار الغازي من أجل فصل نظائر اليورانيوم عن بعضها. لحسن الحظ فإن الفلور يتألف من نظير وحيد وهو F، بالتالي فإن الفرق الذي مقداره 1% بين الوزن الجزيئي لمركبي UF و UF هو نتيجة لفرق الوزن بين نظيري اليورانيوم فقط. على هذا الأساس فإن هذا المركب كان الخيار الوحيد كمادة أولية لعملية الفصل.
بتطبيق قانون غراهام على سداسي فلوريد الليورانيوم:
بالتاي فإن هناك 0.4% فرق في سرعة تدفق جزيء UF عن جزيء UF مما يمكن من الفصل.