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    Centrifugadoras de gas para enriquecimiento de uranio (archivo)

    Físicos rusos idean método para optimizar el enriquecimiento de uranio

    CC BY 2.0 / Nuclear Regulatory Commission
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    La construcción y uso de las plantas de separación por etapas en que se enriquece el uranio para las centrales nucleares necesitan inversiones enormes. Los cálculos de los especialistas rusos muestran qué criterio de eficacia usado en el diseño de tales plantas podría reducir los gastos para su construcción.

    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.

    Según los expertos, la planta de separación diseñada de tal modo será la más barata.

    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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    Los científicos de la MEPhI compararon las características de las cascadas optimizadas de conformidad con los criterios del número máximo de elementos de separación que contienen y el volumen mínimo de la sustancia (hexafluoruro de uranio) que pasa a través de todas las centrifugadoras en una unidad del tiempo (el flujo sumario de alimentación de las etapas de separación). Los parámetros/regímenes de funcionamiento de las centrifugadoras en cada etapa de la cascada no fueron iguales.

    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.

    Los científicos mostraron que en las condiciones de la optimización, en caso de tomar como criterio el flujo sumario, los parámetros obtenidos no corresponden al número mínimo de las centrifugadoras en la cascada. Así las cosas, no se puede usar este criterio de la optimización en relación con varios parámetros de las centrifugadoras en las etapas de la cascada.

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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.

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    Etiquetas:
    uranio, enriquecimiento de uranio, planta nuclear, estudio, física nuclear, MEPhI (universidad), Rusia
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