Eine Gaszentrifuge, oder auch Gas-Ultrazentrifuge genannt, ist eine Zentrifuge, die der physikalischen Trennung verschieden schwerer Gase mit Hilfe der Trägheit dient.
Sie wird unter anderem bei der Uran-Anreicherung eingesetzt, um gasförmiges Uranhexafluorid in Fraktionen mit höherem Anteil an 238U auf der einen sowie einem höheren Anteil am etwas leichteren 235U auf der anderen Seite zu trennen. Zur nennenswerten Anreicherung muss eine große Anzahl von Gaszentrifugen hintereinandergeschaltet werden. Das in Spuren vorhandene 234U, welches aus 238U entsteht (Alphazerfall des 238U gefolgt von zwei Betazerfällen), wird dabei sogar verhältnismäßig noch stärker angereichert als 235U, was zum „Fingerprinting“ von Uran aus Wiederaufarbeitung genutzt werden kann.
Die physikalische Trennung der Isotope anhand ihrer Atommassen ist erforderlich, da ihre chemischen Eigenschaften so gut wie identisch sind und daher chemische Verfahren wie Reduktion oder Ausfällung nicht anwendbar sind.
Aufgrund der sehr geringen Masseunterschiede der verschiedenen Isotope muss eine Gaszentrifuge mit sehr hohen Drehzahlen arbeiten und aus hochfesten Werkstoffen bestehen. Laut dem „Lexikon für Physik“ hat eine Zentrifuge mit einer Drehzahl von 76.000/min und einem Radius von 6,5 cm einen Anreicherungsgrad von 1,16.
Gegenüber anderen Anreicherungsverfahren erfordern Gaszentrifugen einen geringeren Energieeinsatz. Er beträgt etwa 200 kWh/kg angereichertem Uran und ist im Vergleich zu dessen bei der Spaltung freiwerdender Energie vernachlässigbar.
Die Konstruktion der Zentrifugen ist technisch anspruchsvoll und spielte in der Zeit des Kalten Krieges eine große Rolle im Wettlauf zur Entwicklung immer stärkerer Kernwaffen. Die USA hielten nach dem Krieg die Dual Use Technologie sogar vor Verbündeten geheim, so dass Kanada als zweites Land, dessen (Forschungs-)Kernreaktoren Kritikalität erreichten, sich gezwungen sah, den Schwerwasserreaktor vom Typ CANDU zu entwickeln, welcher mit Natururan betrieben werden kann.
Gaszentrifugen wurden ab 1945 in der Sowjetunion maßgeblich durch den nach Sochumi verbrachten deutschen Wissenschaftler Max Steenbeck bis zur technischen Anwendbarkeit entwickelt und sind heute das Standardverfahren zur Urananreicherung.
In 2010 wurden iranische Anlagen mit Gaszentrifugen durch den Computerwurm Stuxnet angegriffen. Durch die von außen veränderte Drehzahl wurden zahlreiche Zentrifugen destabilisiert und zerstört.
This article uses material from the Wikipedia Deutsch article Gaszentrifuge, which is released under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 license ("CC BY-SA 3.0"); additional terms may apply (view authors). Abrufstatistik · Autoren Der Inhalt ist verfügbar unter CC BY-SA 4.0, sofern nicht anders angegeben. Images, videos and audio are available under their respective licenses.
®Wikipedia is a registered trademark of the Wiki Foundation, Inc. Wiki Deutsch (DUHOCTRUNGQUOC.VN) is an independent company and has no affiliation with Wiki Foundation.