2007年04月24日11:05 来源：四川在线
20年多前，美国能源部一度取消这项铀浓缩离心机生产计划，而今，当美国和伊朗因伊朗铀浓缩活动而剑拔弩张之时，这项计划却悄然复苏。
美国《华盛顿邮报》23日报道，如果资金足够，这家美国公司将在未来5年内将1．15万台离心机投入生产，并向全世界核电站出售生产出来的浓缩铀。
胎死腹中
《华盛顿邮报》报道说，这家名为ＵＳＥＣ的公司从1993年开始接管一项铀浓缩计划，目前正在朴次茅斯联邦政府专用地上的一座能源部设施内建造离心机。这项名叫“美国离心机工程”的计划堪称“技术奇迹”，其离心机的规模世界第一，远远超过伊朗或掌握核技术其他国家。然而，这项计划最与众不同的一面还是它的“死灰复燃”。
早在40多年前，位于田纳西州的能源部奥克里季国家实验室就确定了这种巨型离心机的基本设计方案。上个世纪80年代初，能源部在朴次茅斯联邦政府专用地上建起一座巨型离心机浓缩铀工厂。
但是，工厂尚未投入运作，核工业便不再景气，核燃料需求急剧减少。1985年，尽管已经有1300台离心机建造完毕，政府还是取消了“美国离心机工程”计划。从此，这座工厂便成为一项秘密技术的“陵墓”。
“我们有一种感觉，有一天，这些离心机会像英国的巨石阵一样，”曾参与这项计划的弗吉尼亚大学教授休斯敦·伍德说，“人们来到这里会疑惑，‘它们在想什么？’”
与此同时，美国继续在旧工厂生产浓缩铀，使用了一种名叫“气体扩散”的技术，与巨型离心机技术相比，它效率较低，耗电量极大。
应运重生
1999年，ＵＳＥＣ公司再度把“美国离心机工程”计划提上日程，并开始网罗技术人才，奥克里季国家实验室退休专家迪恩·沃特斯就是其中一人。在他的帮助下，公司获得不少旧有的技术报告、计算机程序和与离心机有关的设备。
“就像再次体验年轻一样，”沃特斯说，“你几乎要捏自己一下，很难相信，我怎么又能开始这项计划？”
如今，朴次茅斯联邦政府专用地上已经被废弃的工厂再度被投入使用，原先的离心机全被移出，即将到位的是一批全新设备。这些新款离心机更加先进，内含一个中空圆柱体，高12米多，直径为0．6米，由碳纤维制成。至于它的转速，依然是个秘密。但有外界专家说，圆柱体的外墙转速可超过每小时1000米，高于声速。
ＵＳＥＣ公司计划在未来几个月内建造240台这样的离心机，如果能吸引更多投资者，便能使工厂投入全面运作。这项计划预计耗资23亿美元。
确保机密
《华盛顿邮报》报道说，尽管目前浓缩铀需求量巨大，价格不断攀升，但ＵＳＣＥ公司不得不直面与德国，英国，荷兰组成的尤伦科浓缩铀集团（Ｕｒｅｎｃｏ）的激烈竞争（后者曾被指责将其气体离心机及其技术扩散至其他国家）。目前，尤伦科浓缩铀集团掌控着欧洲浓缩铀工厂的运作，其高效闻名于世。
对此，ＵＳＣＥ公司信心十足，强调该公司离心机具有前所未见的规模和功效，铀浓缩的速度比尤伦科浓缩铀集团最先进机器的速度还快3倍。
鉴于离心机浓缩铀技术的机密性，ＵＳＣＥ公司正采用一种微妙方式展开市场推广。按照公司规定，凡进入工厂的记者不能拍照，不能携带数码相机，手机，甚至不能用纸笔记录。此外，任何想参观工厂的外国人都必须通过能源部安全审查，审查过程历时数月。沃特斯则认为，ＵＳＥＣ公司的技术不太可能外泄，因为“很多人甚至想都没有想过可以操控我们建造的这种机器”。
小资料：
USEC(美国铀浓缩公司)
美国铀浓缩公司（United States Enrichment Corporation 简称USEC 又称富集铀公司），原隶属美国能源部(DOE)管理，曾利用气体扩散法为美国著名的“曼哈顿计划”，也是人类第一颗原子弹生产用于核炸药的武器级浓缩铀，在上个世纪60年代开始研究利用气体离心法来分离并富集铀235并达到将铀238转化成富含铀235的浓缩铀（浓缩铀根据铀235含量的不同，可以分为高浓缩铀（HEU）（20%以上），低浓缩铀（LEU）（2%-20%）和微浓缩铀（SEU）（0.9%-2%）。铀235含量超过85%则被称为武器级浓缩铀，可直接用於制造
原子弹 。），也曾一度涉足过原子蒸气激光同位素分离技术。USEC公司于20世纪90年代被私有化出售，现为全球领先的铀浓缩技术及民用核电站核燃料供应商。USEC公司正开始从事一项名为“美国巨型离心机工程”计划，用于研发生产新一代气体离心机，新一代的气体离心机的材料为碳素纤维，浓缩铀分离功产出率将比上一代大大地提高。
什么是铀浓缩：
铀浓缩，Uranium Enrichment。“浓缩”术语的使用涉及旨在提高某一元素特定同位素丰度的同位素分离过程，例如从天然铀生产浓缩铀或从普通水生产重水。浓缩设施分离铀同位素的目的是提高铀-235相对于铀-238的相对丰度或浓度。这种设施的能力用分离功单位衡量。
制造方法：
若要在某些类型反应堆和武器中使用铀，就必须对其进行浓缩。这意味着必须提高易裂变铀-235的浓度，然后才能将其制成燃料。这种同位素的天然浓度是0.7％，而在大多数通用商业核电厂中，持续链式反应的浓度通常约为3.5％。用于武器和舰船推进的丰度通常约为93％。但舰船推进可以只需20％或更低的丰度。鉴于在丰度0.7％至2％之间需要与丰度2％至93％之间同样多的分离功，因此浓缩过程不是线性的。这意味着在能够随时获得商用浓缩铀的情况下，达到武器级的浓缩工作量可减少到不足一半，而铀的供料量可减少到20％以下。
编辑本段提高铀-235浓度的技术
在适用于提高铀-235浓度的技术中，有7项技术特别重要：
气体扩散法
——这是商业开发的第一个浓缩方法。该工艺依靠不同质量的铀同位素在转化为气态时运动速率的差异。在每一个气体扩散级，当高压六氟化铀气体透过在级联中顺序安装的多孔镍膜时，其铀-235轻分子气体比铀-238分子的气体更快地通过多孔膜壁。这种泵送过程耗电量很大。已通过膜管的气体随后被泵送到下一级，而留在膜管中的气体则返回到较低级进行再循环。在每一级中，铀-235/铀-238浓度比仅略有增加。浓缩到反应堆级的铀-235丰度需要1000级以上。
气体离心法
气体离心法——在这类工艺中，六氟化铀气体被压缩通过一系列高速旋转的圆筒，或离心机。铀-238同位素重分子气体比铀-235轻分子气体更容易在圆筒的近壁处得到富集。在近轴处富集的气体被导出，并输送到另一台离心机进一步分离。随着气体穿过一系列离心机，其铀-235同位素分子被逐渐富集。与气体扩散法相比，气体离心法所需的电能要小很多，因此该法已被大多数新浓缩厂所采用。
气体动力学分离法
——所谓
贝克尔技术是将六氟化铀气体与氢或氦的混合气体经过压缩高速通过一个喷嘴，然后穿过一个曲面，这样便形成了可以从铀-238中分离铀-235同位素的离心力。气体动力学分离法为实现浓缩比度所需的级联虽然比气体扩散法要少，但该法仍需要大量电能，因此一般被认为在经济上不具竞争力。在一个与贝克尔法明显不同的气体动力学工艺中，六氟化铀与氢的混合气体在一个固定壁离心机中的涡流板上进行离心旋转。浓缩流和贫化流分别从布置上有些类似于转筒式离心机的管式离心机的两端流出。
南非一个能力为25万分离功单位的铀-235最高丰度为5％的工业规模的气体动力学分离厂已运行了近10年，但也由于耗电过大，而在1995年关闭。
激光浓缩法
——激光浓缩技术包括3级工艺：激发、电离和分离。有2种技术能够实现这种浓缩，即“原子激光法”和“分子激光法”。原子激光法是将
金属铀蒸发，然后以一定的波长应用激光束将铀-235原子激发到一个特定的激发态或电离态，但不能激发或电离铀-238原子。然后，电场对通向收集板的铀-235原子进行扫描。分子激光法也是依靠铀同位素在吸收光谱上存在的差异，并首先用红外线激光照射六氟化铀气体分子。铀-235原子吸收这种光谱，从而导致原子能态的提高。然后再利用紫外线激光器分解这些分子，并分离出铀-235。该法似乎有可能生产出非常纯的铀-235和铀-238，但总体生产率和复合率仍有待证明。在此应当指出的是，分子激光法只能用于浓缩六氟化铀，但不适于“净化”高燃耗金属钚，而既能浓缩金属铀也能浓缩金属钚的原子激光法原则上也能“净化”高燃耗金属钚。因此，分子激光法比原子激光法在防扩散方面会更有利一些。
同位素电磁分离法
——同位素电磁分离浓缩工艺是基于带电原子在磁场作圆周运动时其质量不同的离子由于旋转半径不同而被分离的方法。通过形成低能离子的强电流束并使这些低能离子在穿过巨大的电磁体时所产生的磁场来实现同位素电磁分离。
轻同位素由于其圆周运动的半径与
重同位素不同而被分离出来。这是在20世纪40年代初期使用的一项老技术。正如
伊拉克在20世纪80年代曾尝试的那样，该技术与当代电子学结合能够用于生产武器级材料。
化学分离法
——这种浓缩形式开拓了这样的工艺，即这些同位素离子由于其质量不同，它们将以不同的速率穿过化学“膜”。有2种方法可以实现这种分离：一是由
法国开发的溶剂萃取法，二是
日本采用的离子交换法。法国的工艺是将萃取塔中2种不互溶的液体混和，由此产生类似于摇晃1瓶油水混合液的结果。日本的离子交换工艺则需要使用一种水溶液和一种精细粉状树脂来实现树脂对溶液的缓慢过滤。
等离子体分离法
——在该法中，利用离子回旋共振原理有选择性地激发铀-235和铀-238离子中等离子体铀-235同位素的能量。当等离子体通过一个由密式分隔的平行板组成的收集器时，具有大轨道的铀-235离子会更多地沉积在平行板上，而其余的铀-235等离子体贫化离子则积聚在收集器的端板上。已知拥有实际的等离子体实验计划的国家只有
美国和法国。美国已于1982年放弃了这项开发计划。法国虽然在1990年前后停止了有关项目，但它目前仍将该项目用于稳定同位素分离。
迄今为止，只有气体扩散法和气体离心法达到了商业成熟程度。所有这7项技术均在不同程度上具有扩散敏感性，因为它们都能够在一项秘密计划中不惜代价地被用于从天然铀或低浓铀生产高浓铀。但是，由于这些技术的特征不同，因而将影响到其被探知的可能性。
为了防止核武器的扩散，铀浓缩技术，乏燃料后处理技术（可以从核废料分离出钚），重水生产技术（可制造氢弹）这三种核能技术严禁向国外提供。
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