Los investigadores de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares (MEPhI) de Rusia mostraron que, al diseñar las plantas de separación para el enriquecimiento de uranio, hay que tomar en consideración el número mínimo de elementos de separación como el mejor criterio de eficacia en vez del volumen mínimo de la sustancia que pasa a través de las centrifugadoras.
La necesidad de suministrar el combustible del uranio poco enriquecido a los reactores nucleares prevé su fabricación a gran escala. En Rusia el uranio se enriquece en las plantas de separación por etapas – una cascada de miles de centrifugadoras de gas.
El costo del diseño y del uso de tales plantas es muy alto, por eso una tarea importante es buscar posibilidades de optimizarlo. Se considera que, al llevar a cabo investigaciones para encontrar los mejores parámetros de las centrifugadoras de gas hay que tomar en consideración los "límites de aplicación" de los criterios usados.
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Según los investigadores, en muchos casos es posible reducir al mínimo los gastos específicos usando la cascada que tiene el mínimo número posible de elementos de separación/centrifugadoras de gas.
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Es justificado sólo en el caso cuando todas las centrifugadoras en todas las etapas de la cascada separadora funcionan de modo igual. En realidad, esto quiere decir que una planta de separación diseñada de ese modo será más cara.
"Es importante destacar que todas las conclusiones sacadas en este trabajo no sólo están relacionadas con el enriquecimiento del uranio para las centrales nucleares sino también con la separación de mezclas isotópicas de otros elementos químicos", dijo Andréi Smirnov, uno de los autores de la investigación y colaborador del Departamento de Física Molecular de la MEPhI.
Según él, en caso del uso de los criterios no apropiados para la solución de tareas concretas "se podrán encontrar los parámetros de la planta de separación para la fabricación de uno u otro producto isotópico que no son los mejores". En vista de que el coste de los isótopos fabricados es demasiado alto, la reducción de la eficacia de tales plantas hasta en unos puntos porcentuales podrá aumentar demasiado el coste del producto final.
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Al realizar el trabajo cuyos resultados están publicados en la revista Nuclear Engineering and Technology, los científicos usaron los últimos logros de la teoría de cascadas para la separación de mezclas isotópicas usando los métodos numéricos de la optimización de parámetros de las cascadas desarrollados en la MEPhI.
