铀浓缩离心机是什么？

铀是一种元素，和铁一样，也需要先从地底采集出来铀矿石，然后再从矿石中提取纯铀。加工完铀矿石得到的就是一氧化铀。一氧化铀中含有两种铀(或者说两种同位素)：U-235和U-238。如果你想要做核弹或者做核电站的燃料，那你需要的就是U-235。但是铀矿石中一氧化铀里面99%都是U-238。因此你需要将U-235从U-238里分离出来，增加U-235的量。将U-235浓缩的这一过程被称为“铀浓缩(enrichment)”，而这一过程的核心道具就是离心机。

U-235的质量比U-238要轻。通过利用这种质量上的差异，就能够将U-235和U-238分离开来。第一步，用氢氟酸这种强酸腐蚀性极强的酸性物质和铀进行反应。经过数个步骤，你会得到六氟化铀的气体。

现在这个铀处于气体状态，操作起来也就更方便了。你可以把气体放进离心机里。离心机制造出的离心力是重力的数千倍。由于U-238原子比U-235原子稍重一些，因此它们更容易向着离心机壁的方向移动，而U-235原子则更靠近离心机的中心。

虽然在浓度上只有很小的差异，但当你将这些气体从离心机的中心提取出来的时候，其中的U-235比之前稍多。然后你把这个稍微浓缩过的气体再放进另一台离心机中，重复之前的步骤。重复上千次后，你就能得到高度浓缩的U-235气体。在一个铀浓缩厂里，有数千台离心机被长长的串联在一起。

在这条长长的离心机链条的末端，你会得到含有高浓度U-235原子的六氟化铀气体。

铀浓缩离心机的建造有着巨大的技术挑战。离心机的转速必须非常快——每分钟100,000转左右。为了达到这样的速度，离心机必须要有：

·轻巧又结实的转子

·均衡的转子

·高速轴承，通常使用磁力来减少摩擦力

对大多数国家来说，根本无力满足以上三个条件。近年来，电脑操控的廉价、高精度加工设备的发展让事情变得稍微容易了一些。这也是为什么最近这些年里有更多国家开始学着浓缩铀。

现在你所需要的就是将六氟化铀气体变回金属铀。只要往里面加钙就行。钙和氟会发生反应生成一种盐，剩下的就是纯金属铀了。有着这种高度浓缩的U-235金属，你既可以拿去做核弹，也可以为核反应堆提供动力。

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本文译自 HowStuffWorks，由 Diehard 编辑发布。