Enrichment Technology

Der Markt

Die Nachfrage nach Urananreicherungskapazität nimmt zu. Eine Reihe von Staaten ziel t auf einen Energiemix ab, der eine stabile Wirtschaftsentwicklung ermöglicht. Im Vordergrund dieser Zielsetzungen steht oft die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen, deren Vorräte zur Neige gehen.

Außerdem besteht ein wachsender Bedarf an stabilen Isotopen für medizinische Anwendungen, wie beispielsweise im Kampf gegen Krebs.

Unsere Technologie eignet sich grundsätzlich für beide Anwendungsgebiete. In 30 Jahren haben wir die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens verzehnfachen können. Davon können heute unsere Kunden und morgen die Verbraucher profitieren.

Gaszentrifugentechnologie

- Krebsbekämpfung

Stellen Sie sich Folgendes vor: Die Kraft der Elemente kann zum Nutzen des Menschen gesteuert werden. So futuristisch ist diese Vorstellung aber nicht. Denn morgen ist heute, und dazu bedarf es neuer Anwendungen.
So kann unsere Gaszentrifugentechnologie auf verschiedene Art und Weise eingesetzt werden. Beispielsweise zur effizienten Anreicherung von Uran. Damit sind Anreicherungsanlagen in der Lage, schnell und sicher Brennstoff für die Erzeugung von Kernenergie zu liefern. Aber auch zur Herstellung stabiler Isotope. In der Krebsforschung werden diese zu Untersuchungen und zur Krebsbekämpfung eingesetzt. Alles dreht sich um die Bedürfnisse des modernen Menschen.

- Brennstofferzeugung

Das abgebaute Uranerz wird in Uranhexafluorid (UF6) umgewandelt. Dieses Gas wird in eine Vakuumzentrifuge gepumpt. Durch die Zentrifugalkraft werden die schwereren Moleküle des Isotops U-238 an die Außenwand der Zentrifuge gedrängt, während sich das leichtere Isotop U-235 in der Mitte sammelt. Es wird aufgefangen und weitergeleitet. Die Zentrifugen werden in Reihe angeordnet. Es entsteht die so genannte Kaskade. Angereichertes Uran wird von der einen Zentrifuge zur anderen geleitet, bis es genügend angereichert ist, um in Form von Brennstab-Pellets als Brennstoff in Kernkraftwerken dienen zu können.

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Das Uran, der Brennstoff für Kernkraftwerke, muss verschiedene industrielle Vorgänge durchlaufen, bevor er in einem Reaktor verwendet werden kann. Die Urananreicherung ist ein wichtiger Abschnitt in der Lieferkette für Kernbrennstoff. Enrichment Technology hat eine effiziente und zuverlässige Zentrifugentechnologie entwickelt, deren hoher Wirkungsgrad in zahlreichen Betriebsjahren unter Beweis gestellt wurde.

- Uranabbau

Uranerz wird in Bergwerken abgebaut und vor Ort zermahlen, gefiltert und zu Urankonzentrat aufbereitet. Dieser „Gelbe Kuchen" (Yellowcake) wird im nächsten Schritt zu den Konvertern transportiert. Das in der Natur vorkommende Uran enthält 0,7 Prozent des Uranisotops 235 (U-235), das im Kernreaktor gespalten wird und dabei die zur Stromerzeugung notwendige Energie liefert.

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- Urankonversion

Das aus dem Uranerz hergestellte Konzentrat wird chemisch in eine Verbindung umgewandelt, das bei Zimmertemperatur feste Uranhexafluorid. In dieser Form wird das Uran in sicheren Behältern zur Urananreicherungsanlage gebracht.

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- Anreicherung

Durch den Anreicherungsvorgang wird die Urankonzentration so weit angehoben (von 0,7 Prozent auf 3 bis 5 Prozent), dass eine Kernspaltung in einem Kernkraftwerk möglich wird. Es gibt zwei gängige Anreicherungsmethoden: die Gaszentrifugen- und die Gasdiffusionsmethode. Aufgrund des niedrigeren Stromverbrauchs und der geringeren Wartungskosten ist die Gaszentrifugenmethode wesentlich wirtschaftlicher als die Gasdiffusionsmethode.

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- Brennstoffherstellung

Nach der Anreicherung wird das Uran in Brennstoff-Pellets umgewandelt, die wiederum in Brennstäbe gefüllt werden. Diese Brennstäbe werden an die Kernkraftwerke geliefert und dort in den Kernreaktor eingebaut. Dadurch entsteht Wärme und Energie. Ein großes Kernkraftwerk mit einer Nettokapazität von 1.300 Megawatt benötigt etwa 25 Tonnen angereichertes Uran pro Jahr.

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- Kernspaltung

Für die beiden heute üblichen Reaktortypen - Leichtwasserreaktoren oder fortschrittliche gasgekühlte Reaktoren - ist eine Urankonzentration des Isotops U-235 zwischen 3 % und 5 % erforderlich. Die Wärme, die im Reaktorkern durch die Kernspaltung entsteht, wird genutzt, um Wasser zu erhitzen und daraus Hochdruckdampf zu erzeugen. Damit werden dann Dampfturbinengeneratoren angetrieben.

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- Strom

Der Strom wird als Hochspannungsstrom erzeugt, damit er über Hochspannungsleitungen fließen kann. Nachdem die Spannung mittels verschiedener Vorgänge gesenkt wurde, können Unternehmen und Privathaushalte mit Strom versorgt werden.

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- Verbrauch

Die Weltbevölkerung ist immer mehr von Strom abhängig. Da Strom nicht gespeichert werden kann, muss er bedarfsgerecht erzeugt und geliefert werden. Daher ist es wichtig, dass die Stromversorgung über nachhaltige Verfahren stattfindet, wobei sich Zugänglichkeit, Akzeptabilität und Preis im Gleichgewicht halten.

Zentrifugen und Kaskaden

- Zentrifugen

Die Gaszentrifugen bestehen aus einem röhrenförmigen Behälter mit einer speziellen Materialzusammensetzung, in dem sich ein zylindrischer Rotor befindet. Der Rotor dreht sich im Vakuum mit extrem hoher Rotationsgeschwindigkeit auf einem nahezu reibungsfreien Lager. Der Motor der Zentrifuge erzeugt im unteren Teil der Zentrifuge Wärme. Dadurch entsteht ein Temperaturgefälle entlang des Rotors: Das Gas fließt als Gegenstrom am Rotor entlang. Dieser Strom fördert den Trennungsvorgang.

- Kaskaden

Mit einer einzelnen Zentrifuge kann das Uran nicht so weit angereichert werden, dass es sich als Kernbrennstoff eignet. Zur Steigerung des Anreicherungsgrads werden die Zentrifugen in Reihe angeordnet. Angereichertes UF6 wird in die nächste Zentrifuge geleitet, während das abgereicherte Gas abgezogen und erneut in das System eingespeist wird. Zur Durchsatzsteigerung einer Anlage werden die Zentrifugen auch parallel angeordnet. Die serielle und parallele Zentrifugenanordnung wird als Kaskade bezeichnet.

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