TPM國外離心機技術的優(yōu)越處
來源/作者： TPM咨詢服務中心 丨 發(fā)布時間：2017-07-19 丨 瀏覽次數(shù)：
盡管國外離心機技術的基本設計是由德國科學家Gernot Zippe 開發(fā)的，但最初的鈾濃縮離心機概念和應用是在20 世紀30—40 年代由美囯弗吉尼亞大學的高速裝置專家Jesse WBeams 提出的。20 世紀30 年代末，Beams成功地對氯同位素進行了部分分離，此后于1941年，他和他的同事利用離心機首次對鈾同位素進行了成功分離。在上述嘗試中，Beams 開發(fā)出3 個基本設計：76.2 mm（寬）×355 mm（長）的小型次臨界轉子；183 mm（寬）×1000 mm（長）的次臨界轉子；183 mm（寬）×3300 mm（長）的大型超臨界轉子。
Beams 的工作引起了美國當時正在實施的“曼哈頓計劃”的注意，但美國最終選擇了氣體擴散濃縮法。
對Beams 的工作感興趣的還不只是美國人。德國在二戰(zhàn)期間也曾開展過鈾濃縮技術研究。二戰(zhàn)結束時，前蘇聯(lián)從德國、奧地利和前捷克斯洛伐克網(wǎng)羅各種專家和專門知識，控制了全部實驗室、核相關設備、鈾和科學家，并把他們送往俄羅斯的各個地點，幫助前蘇聯(lián)制造原子彈。
國外離心機技術
被送往前蘇聯(lián)的德國科學家包括Manfred von Ardenne, Gustav Hertz, AdolfThiessen 和 Max Vollmer。他們以前都是各個實驗室的負責人，為德國核武器計劃的各個領域服務。其他曾在戰(zhàn)時為軍方工作，或在支持戰(zhàn)爭的公司工作過的科學家和技術人員都被關進了前蘇聯(lián)的隔離營。在前蘇聯(lián)的核武器工作取得一些進展時，這些人便被送往前蘇聯(lián)的研究設施繼續(xù)他們的工作。
1946 年夏，von Ardenne 把 Zippe 從克拉斯諾雅爾斯克（Krasnogorsk）隔離營中救出，并把他帶回位于 Sukhumi 的“A 研究所”。在A 研究所，Zippe 作為轉子動力學實驗開發(fā)工作的負責人，直接受Max Steenbeck 領導。
A 研究所的工作包括鈾同位素電磁分離研究（von Ardenne 負責），多孔膜制造技術研究（Thiessen 負責）和鈾同位素分離分子技術研究（Steenbeck負責）。在曾為德國AEG公司工作過的 1 位專家?guī)椭?，Zippe 的小組制造出了1臺磁懸浮離心機，這臺離心機的轉子長約25～30 cm、直徑22 mm、壁厚約0.15 mm。
Zippe 在2000 年一次研討會上發(fā)言時表示，早在1952 年，他和他的小組在為前蘇聯(lián)工作時就已設計出使用柔性波紋管聯(lián)接幾個短的次臨界離心機的超臨界轉子。
據(jù)Zippe稱，在此期間，他對轉子進行了耐久試驗，試驗中1 組共6 臺3 m 長離心機（含10 個直徑58 mm 短管，這些短管以柔性波紋管相聯(lián)）運行了1000 小時以上。此后，Zippe 又在離心機內部加入了皮托管，用以提取分離出的鈾，用分子泵在轉子周圍保持必要的真空度，并在離心機頂部增加了鋁-鎳環(huán)形磁鐵，用作懸浮軸承。自 1956 年他離開蘇聯(lián)后，Zippe 開始為德國 Degussa 公司工作，研究高速轉子結構，并對他的離心機設計進行了改進。一些分析家估計，德國科學家在離心機和其他核技術方面所做的貢獻使前蘇聯(lián)的核武器研發(fā)工作加快了5～10 年。
TPM管理咨詢公司講解到在1957 年參加一次國際會議時，Zippe意識到他的小組在前蘇聯(lián)的設計是多么先進，因此他便為他命名的“短轉筒氣體離心”技術申請了專利。此后他繼續(xù)離心機的設計工作，進一步改進離心機的組合方式，研發(fā)出功率更大的超臨界裝置。為了最大幅度地減少材料在高轉速下的變形，超臨界裝置使用以馬氏體鋼制成的轉子。
在1958—1960 年期間，Zippe 與Beams同為美國效力。兩個人通力合作，并與Degussa、弗吉尼亞大學、美國原子能委員會和德國原子能部交換信息。他們進行了多次離心機耐久性試驗，并獲得了效率達30%的分離功。
1964 年，德國在Jülich 成立了GKT 國有公司，工業(yè)規(guī)模的、可靠和經(jīng)濟的鈾濃縮離心機。1970 年該公司私有化。20世紀70 年代，HoechstAG（25%）公司、RWE（ 37.5% ） 公司和 Preussenelektra/VEBA（37.5%）公司共同組建了Uranit 公司。1970年3 月4 日，德國、荷蘭和英國簽署了《阿爾梅羅條約》，該條約成為上述三國開發(fā)和工業(yè)利用離心鈾濃縮技術的合作基石。
1971 年，3 個工業(yè)伙伴——英國核燃料公司（BNFL）、荷蘭超離心公司（UCN）和德國 Uranit 公司在英國 Marlow 聯(lián)合組建了專門為市場提供濃縮服務的歐洲鈾濃縮公司（Urenco）。到 2004 年，三家 Urenco 伙伴已成功開發(fā)出從年分離能力為1SWU/a或更低的早期低功率次臨界鋁制和鋼制氣體離心機，到年分離能力為100 SWU/a 并采用先進碳纖維技術的高效超臨界離心機。
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