Gasdiffusionsverfahren

engl.: gaseous diffusion method

Gebäude K-25 in Oak Ridge, Foto: atomicheritage.org

Natur-Uran besteht nur zu 0,7 Prozent aus dem spaltbaren Uran-Isotop U-235, zu 99,3 Prozent aus dem schwer spaltbaren Isotop U-238. Diese beiden Isotope sind zwar chemisch identisch, doch von verschiedenem Atomgewicht und unterschiedlichem Verhalten hinsichtlich der Kernspaltung. Sie müssen daher in ein günstigeres Mischungsverhältnis gebracht werden, bevor sie als Reaktor- oder Bomben-Brennstoff verwendet werden können, es sei denn, man reichert das zur so genannten Moderation verwendete Wasser an und verwendet Schwerwasserreaktoren.

Der Anteil des Uran-235 muss auf drei bis vier Prozent gesteigert werden, wenn das Uran als Stoff für eine AKW der häufigsten Art (Leichtwasserreaktor) verwendet werden soll, auf bis zu 90 Prozent, wenn es für eine Atombomben bestimmt ist.

Früher hat man für die Anreicherung kostspielige und komplizierte "Isotopen-Trennanlagen" gebaut, die sich nur reiche Nationen leisten konnten. Zwei Techniken wurden genutzt, um das spaltbare Uran-235 vom Natur-Uran zu trennen: das Gasdiffusions- und das Zentrifugalverfahren.

 Für beide Verfahren wird das Uranoxid in Konversionsanlagen in Gasform aufbereitet, indem man es zu Uran-Hexafluorid konvertiert (UF6). Beim Gasdiffusionsverfahren wird das UF6 durch poröse Membranen gefiltert; die Moleküle des Uran-Isotops U-235 durchwandern die Filter einen winzigen Bruchteil schneller als die schwereren U-238-Moleküle.

Für mehr als zwei Milliarden Euro bauten die Amerikaner in Oak Ridge (US-Staat Tennessee) eine Diffusionsanlage von gigantischen Ausmaßen. Ihr Bedarf an elektrischer Energie entspricht fast einem Drittel des gesamten Stromverbrauchs der Bundesrepublik Deutschlands. Nach dem Diffusionsprinzip errichteten auch Großbritannien (in Capenhurst) und Frankreich (in Pierrelatte) Isotopen-Trennanlagen. (XH)

Bearbeitungsstand: September 2009

siehe auch: Isotope
siehe auch: Uran-235
siehe auch: Urananreicherung
siehe auch: Zentrifugalverfahren

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