Оружейный уран и плутоний используются для создания ядерного оружия, поэтому была необходима высокая радиоактивность и скорость цепной реакции деления урана, в сравнении с его природным состоянием. В природном уране концентрация урана-235 составляет всего 0,711 процента, в обедненном уране еще меньше, а в оружейном концентрация этого изотопа достигает 90 процентов и более.

Производство оружейного урана

Промышленно используют метод на основе различия масс изотопов уран-235 и уран-238. В Советском Союзе использовались три метода – газодиффузионный, центрифужный и электромагнитный.

Газодиффузионный способ получения оружейного урана подразумевает прогонку гексафторида урана через специальный фильтр. В результате из-за более высокой скорости молекул урана-235, удается отделить его от изотопа уран-238.

Способ получения оружейного урана в центрифуге предусматривает разделение изотопов за счет центробежной силы в сочетании с противотоковым движением газа.

Центрифуги по обогащению урана в Зеленогорске

В электромагнитной установке с помощью специальных установленных в нее магнитов изотопы урана разделяют исходя из разных радиусов траекторий ионизированных молекул.

Все эти способы при одноразовом применении не дадут результата концентрации урана-235 в 90%, потому строят целые каскады установок. Работа, совершаемая такими установками, измеряется в единицах разделительной работы (ЕРР). Так производство оружейного урана в количестве 1 килограмма достигается при 200 ЕРР.

Стоит отметить, что процесс приведения оружейного урана в состояние обогащенного, который можно использовать в качестве топлива для АЭС, гораздо проще и дешевле. Так из 1 тонны оружейного урана с 90% содержанием урана-235 можно получить 20 тонн уранового топлива с обогащением в 4,5%. Правда при этом возникает повышенное содержание урана-234.

Оружейный уран в России

Памятую о том, что первая атомная электростанция в мире была открыта в Обнинске Калужской области СССР, обогащение урана в Советском Союзе началось еще раньше. Первый газодиффузионный завод Д-1 был запущен в 1949 году в Новоуральске (Свердловск-44, Свердловская область). Однако этот завод не смог выпустить оружейный уран, так как содержание изотопа уран-235 достигало только 75 процентов. Процесс доведения до 90% происходил уже на другом заводе на электромагнитных установках в городе Лесной (Свердловск-45, Свердловская область).

Позднее, к концу пятидесятых годов, были запущены заводы в Ангарске, Северске (Томск-7) и Зеленогорске (Красноярске-45), в 1969 году – в Арзамасе-16. Последний завод работал не на обогащении урана, а на обогащении оружейного плутония.

Соглашение ВОУ-НОУ между Россией и США

Соглашение ВОУ-НОУ – соглашение между Россией и США о переработке не менее 500 тонн российского оружейного урана в низкообогащенное топливо для АЭС. В соглашение, в том числе, вошла переработка ядерного топлива с ядерных боеголовок Украины. Переработку оружейного урана проводили ПО Маяк, Ангарский ЭХК, Электрохимический завод, Уральский ЭХК.

За счет поставок урана из России по соглашению ВОУ-НОУ закрывались около 40% потребности США в топливе для АЭС. В результате, долгое время Россия занимала первое место по поставкам урана для крупнейшей атомной энергетики мира, проигрывая по объему запасов урана Австралии и Казахстану. Соглашение было полностью выполнено к концу 2013 года.

Мировые запасы урана