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科技巫师

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第896章铀元素的终极提纯科普章节,不喜可跳订(第2/4页)
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 之后1942年,地球上首次制造核武器的曼哈顿计划开始,劳伦斯等人,开始利用电磁型同位素分离器进行提纯铀235。

    这是一种经过论证的方法,是完全可行的。

    不过,它也有一个小小的问题。

    那就是投入太大。

    在地球上的曼哈顿计划中,为了用这种方法提纯铀235,特意在橡树岭建造一座超级电磁装置。投入人力近25000人,分离器超过1100台,光是绕制线圈用的银就有15000吨之巨。

    15000吨!

    而得到的结果,只是每天仅仅生产几克铀235,用了数年时间,得到的铀235数量,才刚刚能够制造一枚原子弹而已。

    李察抿嘴。

    他现在可没有数万人的手下,也没有一万五千吨白银,真的想要用这个方法生产,他得先解决前置条件。

    如果这是唯一的方法,他也许真的要考虑提前创建私人势力了,不过还好,这并不是唯一的方法,他还有其他的选择。

    继续往下看。

    “铀235提纯的第二种方法,是气体扩散法。

    顾名思义,这个方法应用的原理,是常见得气体扩散。

    举一个例子,在卧室一角洒一滴香水,香水分子会快速扩散,不一会整个房间都能闻到香水得气味。

    而把一滴香水替换成一滴醋,在相同条件下,撒在卧室得同一角落,想要整个房间都能闻到醋味,所需要得时间要更长。

    这是因为,醋分子要比香水分子重,因此扩散速度慢。

    相对应的,在一个气球中装满氢气(相对分子质量为2)和氮气(相对分子质量为28,是氢气得14倍)。当气球漏气时,氢气要比氮气泄漏得更快,因为氢气分子小,重量更轻。

    把气体扩散法用于铀元素中,就可以根据相同得远离来分离铀235和铀235这两种同位素。

    具体操作得话,可以这么进行:把六氟化铀置于64.8℃(338.0K)以上的环境中,六氟化铀会升华成气体。然后把气体状态的六氟化铀向着多孔得薄膜压送,根据气体扩散原理,含有铀235得六氟化铀气体分子,会比含有铀238得六氟化铀气体分子更快速的通过薄膜,其扩散速率会和它的气体分子量平方根成反比。

    这样,把多孔膜的孔径设置成一个气体分子与其他气体分子发生两次碰撞之间所走过的平均距离小时,就得到了气体扩散得最佳条件。让轻分子比重分子速度快,更容易通过膜孔。

    通过数据收集,可以确定,在气体加料连续进行的状态下,把多孔膜的孔径控制在0.02微米以下,把六氟化铀维持在85℃。这样扩散通过膜的气体(浓缩流),会比加料气体(入料)中的铀235浓缩大约0.2%的含量……”

    完第二个方法后,李察思考。

    这第二个方法的原理也很简单易懂,不过是气体扩散涉及到的分子移动速率差异罢了。只要能抓住这一点,就能让铀235的含量不断提升。

    唯一的问题是,按照数据显示,每一次经过多孔膜,铀235浓度提升的程度,仅仅为0.2%左右。

    这样要想让铀235的含量提升成一定的高度,提升到能够真正制造核武器的水平,需要把众多分离级串联起来。

    而且单单一级、两级串联,是没有多少效果的,需要几千级的串联才行。
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