गैसीय प्रसार: Difference between revisions

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[[File:Gaseous Diffusion (44021367082) (cropped).jpg|thumb|upright=1.2|यूरेनियम को समृद्ध करने के लिए गैसीय विसरण सूक्ष्म झिल्लियों का उपयोग करता है]]गैसीय विसरण एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग सूक्ष्म झिल्लियों के माध्यम से गैसीय [[यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड]] (UF<sub>6</sub>) को विवश करके [[समृद्ध यूरेनियम]] का उत्पादन करने के लिए किया गया था। यह [[यूरेनियम-235]] (<sup>235</sup>U) और [[यूरेनियम-238]] (<sup>238</sup>U) युक्त अणुओं के बीच साधारण पृथक्करण (संवर्धन कारक 1.0043) उत्पन्न करते है। कई चरणों के बड़े सोपानी (रासायनिक अभियांत्रिकी) के उपयोग से उच्च पृथक्करण प्राप्त किया जा सकता है। यह विकसित की जाने वाली पहली प्रक्रिया थी जो औद्योगिक रूप से उपयोगी मात्रा में समृद्ध यूरेनियम का उत्पादन करने में सक्षम थी, परन्तु आजकल इसे अप्रचलित माना जाता है, जिसे अधिक कुशल [[गैस अपकेंद्रित्र]] प्रक्रिया द्वारा हटा दिया गया है।<ref>{{cite web |title=यूरेनियम संवर्धन|url=https://www.nrc.gov/materials/fuel-cycle-fac/ur-enrichment.html |publisher=[[Nuclear Regulatory Commission|US Nuclear Regulatory Commission]] |access-date=17 July 2020}}</ref>
[[File:Gaseous Diffusion (44021367082) (cropped).jpg|thumb|upright=1.2|यूरेनियम को समृद्ध करने के लिए गैसीय प्रसार सूक्ष्म झिल्लियों का उपयोग करता है]]गैसीय प्रसार एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग गैसीय [[यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड]] (यूएफ) को मजबूर कर [[समृद्ध यूरेनियम]] का उत्पादन करने के लिए किया जाता था।<sub>6</sub>) सूक्ष्म झिल्लियों के माध्यम से। यह [[यूरेनियम-235]] युक्त अणुओं के बीच एक मामूली अलगाव (संवर्धन कारक 1.0043) पैदा करता है (<sup>235</sup>U) और [[यूरेनियम-238]] (<sup>238</sup>यू). कई चरणों के एक बड़े कैस्केड (रासायनिक अभियांत्रिकी) के उपयोग से उच्च पृथक्करण प्राप्त किया जा सकता है। यह विकसित की जाने वाली पहली प्रक्रिया थी जो औद्योगिक रूप से उपयोगी मात्रा में समृद्ध यूरेनियम का उत्पादन करने में सक्षम थी, लेकिन आजकल इसे अप्रचलित माना जाता है, जिसे अधिक कुशल [[गैस अपकेंद्रित्र]] प्रक्रिया द्वारा हटा दिया गया है।<ref>{{cite web |title=यूरेनियम संवर्धन|url=https://www.nrc.gov/materials/fuel-cycle-fac/ur-enrichment.html |publisher=[[Nuclear Regulatory Commission|US Nuclear Regulatory Commission]] |access-date=17 July 2020}}</ref>
1940 में [[क्लेरेंडन प्रयोगशाला]] में [[फ्रांसिस साइमन]] और [[निकोलस कुर्ती]] द्वारा गैसीय विसरण को तैयार किया गया था, जिसे ब्रिटिश [[ट्यूब मिश्र|ट्यूब एलाय]] परियोजना के लिए बम बनाने के लिए यूरेनियम -238 से यूरेनियम -235 को अलग करने के लिए विधि खोजने के लिए एमएयूडी समिति द्वारा कार्य सौंपा गया था। प्रतिमान गैसीय विसरण उपकरण का निर्माण [[महानगर-विकर्स]] (मेट्रोविक) द्वारा [[ट्रैफर्ड पार्क]], मैनचेस्टर में, एम के लिए, चार इकाइयों के लिए £ 150,000 की लागत से, किया गया था। यह काम बाद में संयुक्त राज्य अमेरिका में स्थानांतरित कर दिया गया था जब बाद में [[ मैनहट्टन परियोजना |मैनहट्टन परियोजना]] द्वारा ट्यूब एलाय परियोजना को सम्मिलित किया गया था।<ref>{{Cite web |title=ट्यूब मिश्र परियोजना|author=Colin Barber |publisher=Rhydymwyn Valley History Society |url=http://www.rhydymwynvalleyhistory.co.uk/}}</ref>
1940 में [[क्लेरेंडन प्रयोगशाला]] में [[फ्रांसिस साइमन]] और [[निकोलस कुर्ती]] द्वारा गैसीय प्रसार को तैयार किया गया था, जिसे ब्रिटिश [[ट्यूब मिश्र]] परियोजना के लिए बम बनाने के लिए यूरेनियम -238 से यूरेनियम -235 को अलग करने के लिए एक विधि खोजने के लिए MAUD समिति द्वारा कार्य सौंपा गया था। प्रोटोटाइप गैसीय प्रसार उपकरण का निर्माण [[महानगर-विकर्स]] (मेट्रोविक) द्वारा [[ट्रैफर्ड पार्क]], मैनचेस्टर में किया गया था, एम.एस. फैक्ट्री, वैली के लिए चार इकाइयों के लिए £ 150,000 की लागत से। यह काम बाद में संयुक्त राज्य अमेरिका में स्थानांतरित कर दिया गया था जब बाद में [[ मैनहट्टन परियोजना ]] द्वारा ट्यूब मिश्र परियोजना को शामिल किया गया था।<ref>{{Cite web |title=ट्यूब मिश्र परियोजना|author=Colin Barber |publisher=Rhydymwyn Valley History Society |url=http://www.rhydymwynvalleyhistory.co.uk/}}</ref>




== पृष्ठभूमि ==
== पृष्ठभूमि ==
33 ज्ञात प्राइमर्डियल न्यूक्लाइड में से # रेडियोधर्मी प्राइमर्डियल न्यूक्लाइड की सूची आधे जीवन के साथ, दो (<sup>235</sup>यू और <sup>238</sup>U) [[यूरेनियम के समस्थानिक]] हैं। ये दो समस्थानिक कई मायनों में समान हैं, सिवाय इसके कि केवल <sup>235</sup>यू विखंडनीय है (एक चेन रिएक्शन को बनाए रखने में सक्षम #न्यूट्रॉन तापमान #थर्मल न्यूट्रॉन के साथ [[परमाणु विखंडन]] की परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया)। वास्तव में, <sup>235</sup>U प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला एकमात्र विखंडनीय नाभिक है।<ref name=Cotton2006/>क्योंकि [[प्राकृतिक यूरेनियम]] केवल 0.72% है <sup>235</sup>द्रव्यमान के अनुसार U, निरंतर परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया का समर्थन करने में सक्षम होने के लिए इसे 2–5% की सांद्रता तक समृद्ध किया जाना चाहिए<ref name=USNRC/>जब सामान्य पानी का उपयोग मॉडरेटर के रूप में किया जाता है। इस संवर्धन प्रक्रिया के उत्पाद को समृद्ध यूरेनियम कहा जाता है।
33 ज्ञात ज्ञात रेडियोधर्मी मौलिक न्यूक्लाइड्स में से दो (<sup>235</sup>U और <sup>238</sup>U) [[यूरेनियम के समस्थानिक]] हैं। ये दो समस्थानिक कई स्थितियों में समान हैं, अतिरिक्त इसके कि मात्र <sup>235</sup>U विखंडनीय है (तापीय न्यूट्रॉन के साथ परमाणु विखंडन की परमाणु श्रृंखला अभिक्रिया को बनाए रखने में सक्षम)। वस्तुतः, <sup>235</sup>U प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला एकमात्र विखंडनीय नाभिक है।<ref name=Cotton2006/> क्योंकि [[प्राकृतिक यूरेनियम]] द्रव्यमान के अनुसार से मात्र 0.72% <sup>235</sup>U है, इसे 2-5% की एकाग्रता में समृद्ध किया जाना चाहिए<ref name=USNRC/> ताकि सामान्य पानी को विमंदक के रूप में उपयोग किए जाने पर निरंतर परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया का समर्थन करने में सक्षम हो सके। इस संवर्धन प्रक्रिया के उत्पाद को समृद्ध यूरेनियम कहा जाता है।


== प्रौद्योगिकी ==
== प्रौद्योगिकी ==
वैज्ञानिक आधार
गैसीय प्रसार ग्राहम के नियम पर आधारित है, जिसमें कहा गया है कि गैस के [[बहाव]] की दर उसके आणविक द्रव्यमान के वर्गमूल के व्युत्क्रमानुपाती होती है। उदाहरण के लिए, दो गैसों के मिश्रण वाली एक सूक्ष्म झिल्ली वाले बॉक्स में, हल्के अणु भारी अणुओं की तुलना में अधिक तेजी से कंटेनर से बाहर निकलेंगे, यदि ताकना व्यास औसत मुक्त पथ लंबाई ([[आणविक प्रवाह]]) से छोटा है। कंटेनर छोड़ने वाली गैस हल्के अणुओं में कुछ समृद्ध होती है, जबकि अवशिष्ट गैस कुछ कम हो जाती है। एक एकल कंटेनर जिसमें गैसीय प्रसार के माध्यम से संवर्धन प्रक्रिया होती है, उसे डिफ्यूज़र (थर्मोडायनामिक्स) कहा जाता है।


यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड
==== वैज्ञानिक आधार ====
यूएफ<sub>6</sub> गैसीय प्रसार प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले यूरेनियम का एकमात्र यौगिक पर्याप्त वाष्पशीलता (रसायन विज्ञान) है। सौभाग्य से, [[एक अधातु तत्त्व]] में केवल एक आइसोटोप होता है <sup>19</sup>एफ, ताकि बीच आणविक भार में 1% का अंतर हो <sup>235</sup>यूएफ<sub>6</sub> और <sup>238</sup>यूएफ<sub>6</sub> यह केवल यूरेनियम समस्थानिकों के भार में अंतर के कारण होता है। इन्हीं कारणों से यू.एफ<sub>6</sub> गैसीय प्रसार प्रक्रिया के लिए कच्चे माल के रूप में एकमात्र विकल्प है।<ref name=Beaton1962/>यूएफ<sub>6</sub>, कमरे के तापमान पर एक ठोस, [[उच्च बनाने की क्रिया (चरण संक्रमण)]] 56.5 °C (133 °F) पर 1 वातावरण में।<ref>http://nuclearweaponarchive.org/Library/Glossary</ref> तिहरा बिंदु 64.05 डिग्री सेल्सियस और 1.5 बार पर है।<ref>{{Cite web |url=http://web.ead.anl.gov/uranium/guide/ucompound/propertiesu/hexafluoride.cfm |title=Uranium Hexafluoride: Source: Appendix A of the PEIS (DOE/EIS-0269): Physical Properties |access-date=2010-11-18 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160329001115/http://web.ead.anl.gov/uranium/guide/ucompound/propertiesu/hexafluoride.cfm |archive-date=2016-03-29 |url-status=dead }}</ref> यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड पर ग्राहम के नियम को लागू करना:
गैसीय विसरण ग्राहम के नियम पर आधारित है, जिसमें कहा गया है कि गैस के [[बहाव]] की दर उसके आणविक द्रव्यमान के वर्गमूल के व्युत्क्रमानुपाती होती है। उदाहरण के लिए, दो गैसों के मिश्रण वाली सूक्ष्म झिल्ली वाले कोष्ठ में, हल्के अणु भारी अणुओं की तुलना में अधिक तीव्रता से पात्र से बाहर निकलेंगे, यदि रंध्र व्यास औसत मुक्त पथ लंबाई ([[आणविक प्रवाह]]) से छोटा है। पात्र छोड़ने वाली गैस हल्के अणुओं में कुछ समृद्ध होती है, जबकि अवशिष्ट गैस कुछ कम हो जाती है। एकल पात्र जिसमें गैसीय विसरण के माध्यम से संवर्धन प्रक्रिया होती है, उसे विसारक (ऊष्मागतिकी) कहा जाता है।
 
==== यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड ====
UF<sub>6</sub> गैसीय विसरण प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले यूरेनियम का एकमात्र यौगिक पर्याप्त वाष्पशीलता (रसायन विज्ञान) है। सौभाग्य से, [[एक अधातु तत्त्व|फ्लोरीन]] में मात्र एक समस्थानिक <sup>19</sup>F होता है, जिससे कि <sup>235</sup>UF<sub>6</sub> और <sup>238</sup>UF<sub>6</sub> के बीच आणविक भार में 1% का अंतर मात्र यूरेनियम समस्थानिकों के भार में अंतर के कारण होते है। इन्हीं कारणों से, गैसीय विसरण प्रक्रिया के लिए कच्चे माल के रूप में UF<sub>6</sub> एकमात्र विकल्प है।<ref name="Beaton1962" /> UF<sub>6</sub>, कक्ष के तापमान पर ठोस, 1 वातावरण में 56.5 °C (133 °F) पर [[उच्च बनाने की क्रिया (चरण संक्रमण)|उर्ध्वपातित (चरण संक्रमण)]] होता है।<ref>http://nuclearweaponarchive.org/Library/Glossary</ref> तिहरा बिंदु 64.05 डिग्री सेल्सियस और 1.5 बार पर है।<ref>{{Cite web |url=http://web.ead.anl.gov/uranium/guide/ucompound/propertiesu/hexafluoride.cfm |title=Uranium Hexafluoride: Source: Appendix A of the PEIS (DOE/EIS-0269): Physical Properties |access-date=2010-11-18 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160329001115/http://web.ead.anl.gov/uranium/guide/ucompound/propertiesu/hexafluoride.cfm |archive-date=2016-03-29 |url-status=dead }}</ref> यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड पर ग्राहम के नियम को लागू करना:


:<math>{\mbox{Rate}_1 \over \mbox{Rate}_2}=\sqrt{M_2 \over M_1}=\sqrt{352.041206 \over 349.034348}=1.004298...</math>
:<math>{\mbox{Rate}_1 \over \mbox{Rate}_2}=\sqrt{M_2 \over M_1}=\sqrt{352.041206 \over 349.034348}=1.004298...</math>
कहाँ:
जहाँ:
:दर<sub>1</sub>के बहाव की दर है <sup>235</sup>यूएफ<sub>6</sub>.
:दर<sub>1</sub><sup>235</sup>UF<sub>6</sub> के बहाव की दर है।
:दर<sub>2</sub>के बहाव की दर है <sup>238</sup>यूएफ<sub>6</sub>.
:दर<sub>2</sub> <sup>238</sup>UF<sub>6</sub> के बहाव की दर है।
:एम<sub>1</sub>का मोलर द्रव्यमान है <sup>235</sup>यूएफ<sub>6</sub> = 235.043930 + 6 × 18.998403  = 349.034348 ग्राम मोल<sup>-1</sup>
:M<sub>1</sub> <sup>235</sup>UF<sub>6</sub> = 235.043930 + 6 × 18.998403 = 349.034348 ग्राम मोल<sup>-1</sup> का मोलर द्रव्यमान है
:एम<sub>2</sub>का मोलर द्रव्यमान है <sup>238</sup>यूएफ<sub>6</sub> = 238.050788 + 6 × 18.998403  = 352.041206 ग्राम मोल<sup>-1</sup>
:M<sub>2</sub> <sup>238</sup>UF<sub>6</sub> = 238.050788 + 6 × 18.998403 = 352.041206 ग्राम मोल<sup>-1</sup> का मोलर द्रव्यमान है


यह के औसत वेग में 0.4% अंतर की व्याख्या करता है <sup>235</sup>यूएफ<sub>6</sub> उस पर अणु <sup>238</sup>यूएफ<sub>6</sub> अणु।<ref>{{cite web|url = http://www.globalsecurity.org/wmd/intro/u-gaseous.htm|title = गैसीय प्रसार यूरेनियम संवर्धन|date = April 27, 2005|access-date = November 21, 2010|publisher = GlobalSecurity.org}}</ref>
यह <sup>238</sup>UF<sub>6</sub> अणुओं की तुलना में <sup>235</sup>UF<sub>6</sub> अणुओं के औसत वेग में 0.4% अंतर की व्याख्या करते है।<ref>{{cite web|url = http://www.globalsecurity.org/wmd/intro/u-gaseous.htm|title = गैसीय प्रसार यूरेनियम संवर्धन|date = April 27, 2005|access-date = November 21, 2010|publisher = GlobalSecurity.org}}</ref>
यूएफ<sub>6</sub> अत्यधिक [[संक्षारक पदार्थ]] है। यह एक [[ऑक्सीडेंट]] है<ref name=Olah1978/>और एक लुईस एसिड और क्षार जो [[फ्लोराइड]] को बाँधने में सक्षम है, उदाहरण के लिए [[acetonitrile]] में यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड के साथ कॉपर (II[[कॉपर (द्वितीय) फ्लोराइड]] की [[प्रतिक्रियाशीलता (रसायन विज्ञान)]] को कॉपर (II) हेप्टाफ्लोरोरानेट (VI), Cu (UF) बनाने की सूचना है।<sub>7</sub>)<sub>2</sub>.<ref name=Berry1976/>यह ठोस यौगिक बनाने के लिए पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है, और औद्योगिक पैमाने पर इसे संभालना बहुत मुश्किल है।<ref name=Beaton1962/>परिणामस्वरूप, आंतरिक गैसीय रास्ते [[ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील]] और अन्य [[आस्टेंपरिंग]]|गर्मी-स्थिर धातुओं से निर्मित होने चाहिए। [[पॉलीटेट्रा[[फ्लोरो]]एथिलीन]] जैसे गैर-प्रतिक्रियाशील फ्लोरोपॉलीमर को सिस्टम में सभी [[वाल्व]] और [[ मुहर (यांत्रिक) ]] के लिए एक [[ कलई करना ]] के रूप में लागू किया जाना चाहिए।


बाधा सामग्री
UF<sub>6</sub> अत्यधिक [[संक्षारक पदार्थ]] है। यह एक [[ऑक्सीडेंट|अपचायक]] है<ref name="Olah1978" /> और एक लुईस अम्ल और क्षार जो [[फ्लोराइड]] को बाँधने में सक्षम है, उदाहरण के लिए [[acetonitrile|एसिटोनिट्राइल]] में यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड के साथ कॉपर (II)[[कॉपर (द्वितीय) फ्लोराइड]] की [[प्रतिक्रियाशीलता (रसायन विज्ञान)|अभिक्रिया शीलता (रसायन विज्ञान)]] कॉपर (II) हेप्टाफ्लोरोरानेट (VI), Cu (UF<sub>7</sub>)<sub>2</sub> बनाने की सूचना है।<ref name="Berry1976" /> यह ठोस यौगिक बनाने के लिए पानी के साथ अभिक्रिया करते है, और औद्योगिक पैमाने पर इसे संभालना बहुत जटिल है।<ref name="Beaton1962" /> परिणामस्वरूप, आंतरिक गैसीय मार्ग को [[ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील]] और अन्य [[आस्टेंपरिंग|ऑसपायन]] धातुओं से निर्मित किया जाना चाहिए। जैसे गैर-अभिक्रिया शील फ्लोरोपॉलीमर जैसे कि पॉलीटेट्रा[[फ्लोरो]]एथिलीन को प्रणाली में सभी [[वाल्व|वाल्वों]] और [[ मुहर (यांत्रिक) |मुहरों (यांत्रिक)]] के लिए [[ कलई करना |कलई]] के रूप में लागू किया जाना चाहिए।
गैसीय प्रसार संयंत्र आमतौर पर 10-25 [[नैनोमीटर]] के ताकना आकार के साथ [[सिंटरिंग]] निकल या [[ अल्युमीनियम ]] से निर्मित कुल बाधाओं (छिद्रपूर्ण झिल्लियों) का उपयोग करते हैं (यह यूएफ के औसत मुक्त पथ के दसवें हिस्से से कम है)<sub>6</sub> अणु)।<ref name=Cotton2006/><ref name=Beaton1962/>वे फिल्म-प्रकार के अवरोधों का भी उपयोग कर सकते हैं, जो प्रारंभिक रूप से गैर-छिद्रपूर्ण माध्यम से छिद्रों को खोदकर बनाए जाते हैं। इसे करने का एक तरीका यह है कि किसी मिश्रधातु में एक घटक को हटा दिया जाए, उदाहरण के लिए सिल्वर-[[ जस्ता ]] (Ag-Zn) से जिंक को हटाने के लिए [[हाइड्रोजन क्लोराइड]] का उपयोग किया जाए या Ni-Al मिश्र धातु से एल्यूमीनियम को हटाने के लिए सोडियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग किया जाए।


ऊर्जा की आवश्यकताएं
==== अवरोध पदार्थ ====
क्योंकि का आणविक भार <sup>235</sup>यूएफ<sub>6</sub> और <sup>238</sup>यूएफ<sub>6</sub> के लगभग बराबर, बहुत कम जुदाई कर रहे हैं <sup>235</sup>यू और <sup>238</sup>यू एक बाधा के माध्यम से एक ही पास में होता है, यानी एक विसारक में। इसलिए अगले चरण के इनपुट के रूप में पूर्ववर्ती चरण के आउटपुट का उपयोग करके चरणों के अनुक्रम में एक साथ कई विसारकों को एक साथ जोड़ना आवश्यक है। चरणों के ऐसे क्रम को कैस्केड कहा जाता है। व्यवहार में, संवर्धन के वांछित स्तर के आधार पर प्रसार कैस्केड को हजारों चरणों की आवश्यकता होती है।<ref name=Beaton1962/>
गैसीय विसरण संयंत्र सामान्यतः 10-25 [[नैनोमीटर]] के रंध्र आकार के साथ [[सिंटरिंग|निसादित]] निकल या [[ अल्युमीनियम |अल्युमीनियम]] से निर्मित कुल अवरोधों (छिद्रपूर्ण झिल्लियों) का उपयोग करते हैं (यह UF<sub>6</sub> अणु के औसत मुक्त पथ के एक-दसवें से कम है)।<ref name="Cotton2006" /><ref name="Beaton1962" /> वे फिल्म-प्रकार के अवरोधों का भी उपयोग कर सकते हैं, जो प्रारंभिक रूप से गैर-छिद्रपूर्ण माध्यम से छिद्रों को खोदकर बनाए जाते हैं। इसे करने की विधि यह है कि किसी मिश्रधातु में एक घटक को हटा दिया जाए, उदाहरण के लिए सिल्वर-[[ जस्ता | जस्ता]] (Ag-Zn) से जिंक को हटाने के लिए [[हाइड्रोजन क्लोराइड]] का उपयोग किया जाए या Ni-Al मिश्र धातु से एल्यूमीनियम को हटाने के लिए सोडियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग किया जाए।
 
==== ऊर्जा की आवश्यकताएं ====
क्योंकि <sup>235</sup>UF<sub>6</sub> और <sup>238</sup>UF<sub>6</sub> के आणविक भार लगभग बराबर हैं, <sup>235</sup>U और <sup>238</sup>U का बहुत कम पृथकत्व अवरोध के माध्यम से निकट में होते है, अर्थात एक विसारक में। इसलिए अगले चरण के निवेश के रूप में पूर्ववर्ती चरण के निर्गम का उपयोग करके चरणों के अनुक्रम में एक साथ कई विसारकों को एक साथ जोड़ना आवश्यक है। चरणों के ऐसे क्रम को सोपानी कहा जाता है। व्यवहार में, संवर्धन के वांछित स्तर के आधार पर विसरण सोपानी को हजारों चरणों की आवश्यकता होती है।<ref name="Beaton1962" />
 
एक विसरण रासायनिक संयंत्र के सभी घटकों को उचित तापमान और दाब पर बनाए रखा जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि UF<sub>6</sub> गैसीय अवस्था में रहता है। विसारक में दाब में कमी के लिए गैस को प्रत्येक अवस्था में संपीड़ित किया जाना चाहिए। इससे गैस का रुद्धोष्म प्रक्रिया होती है, जिसे विसारक में प्रवेश करने से पहले शीत किया जाना चाहिए। पंपन और शीतलन की आवश्यकताएं विसरण संयंत्रों को [[विद्युत शक्ति]] का विशाल उपभोक्ता बनाती हैं। इस कारण से, समृद्ध यूरेनियम के उत्पादन के लिए वर्तमान तक गैसीय विसरण सबसे बहुमूल्य विधि थी।<ref name="Silex2008" />


एक प्रसार रासायनिक संयंत्र के सभी घटकों को उचित तापमान और दबाव पर बनाए रखा जाना चाहिए ताकि यूएफ सुनिश्चित किया जा सके<sub>6</sub> गैसीय अवस्था में रहता है। विसारक में दबाव में कमी के लिए गैस को प्रत्येक चरण में संपीड़ित किया जाना चाहिए। इससे रुद्धोष्म प्रक्रिया # रुद्धोष्म ताप और गैस का ठंडा होना होता है, जिसे विसारक में प्रवेश करने से पहले ठंडा किया जाना चाहिए। पम्पिंग और कूलिंग की आवश्यकताएं प्रसार संयंत्रों को [[विद्युत शक्ति]] का विशाल उपभोक्ता बनाती हैं। इस वजह से, समृद्ध यूरेनियम के उत्पादन के लिए हाल तक गैसीय प्रसार सबसे महंगी विधि थी।<ref name=Silex2008/>




== इतिहास ==
== इतिहास ==
ओक रिज, टेनेसी में मैनहट्टन प्रोजेक्ट पर काम कर रहे श्रमिकों ने यूरेनियम के आइसोटोप पृथक्करण के लिए कई अलग-अलग तरीकों का विकास किया। इन विधियों में से तीन का उत्पादन करने के लिए ओक रिज में तीन अलग-अलग संयंत्रों में क्रमिक रूप से उपयोग किया गया था <sup>235</sup>यू [[छोटा लड़का]] और अन्य [[गन-टाइप विखंडन हथियार]] के लिए। पहले चरण में, S-50 (मैनहट्टन प्रोजेक्ट)|S-50 यूरेनियम संवर्धन सुविधा ने यूरेनियम को 0.7% से लगभग 2% तक समृद्ध करने के लिए समृद्ध यूरेनियम#थर्मल प्रसार प्रक्रिया का उपयोग किया <sup>235</sup>यू. इस उत्पाद को [[K-25]] संयंत्र में गैसीय प्रसार प्रक्रिया में डाला गया, जिसका उत्पाद लगभग 23% था <sup>235</sup>यू. अंत में, इस सामग्री को [[Y-12 राष्ट्रीय सुरक्षा परिसर]]|Y-12 में [[ calutroon ]] में डाला गया। इन मशीनों ([[मास स्पेक्ट्रोमीटर]] का एक प्रकार) ने अंतिम को बढ़ावा देने के लिए समृद्ध यूरेनियम#विद्युत चुम्बकीय समस्थानिक पृथक्करण का उपयोग किया। <sup>235</sup>यू एकाग्रता लगभग 84%।
ओक रिज, टेनेसी में मैनहट्टन परियोजना पर काम कर रहे श्रमिकों ने यूरेनियम के समस्थानिक पृथक्करण के लिए कई अलग-अलग विधियों का विकास किया। [[छोटा लड़का|"लिटिल बॉय"]] और अन्य [[गन-टाइप विखंडन हथियार|गन-टाइप विखंडन आयुध]] के लिए <sup>235</sup>U का उत्पादन करने के लिए इनमें से तीन विधियों का क्रमिक रूप से ओक रिज में तीन अलग-अलग संयंत्रों में उपयोग किया गया था। पहले चरण में, S-50 (मैनहट्टन परियोजना) यूरेनियम संवर्धन सुविधा ने यूरेनियम को 0.7% से लगभग 2% <sup>235</sup>U तक समृद्ध करने के लिए तापीय विसरण प्रक्रिया का उपयोग किया। इस उत्पाद को [[K-25]] संयंत्र में गैसीय विसरण प्रक्रिया में डाला गया, जिसका उत्पाद लगभग 23% <sup>235</sup>U था। अंत में, इस पदार्थ को [[Y-12 राष्ट्रीय सुरक्षा परिसर]] में [[ calutroon |कैल्यूट्रॉन]] में डाला गया। इन मशीनों ([[मास स्पेक्ट्रोमीटर|द्रव्यमान स्पेक्ट्रममिति]] का एक प्रकार) ने अंतिम <sup>235</sup>U सांद्रता को लगभग 84% तक बढ़ाने के लिए विद्युत चुम्बकीय समस्थानिक पृथक्करण को नियोजित किया।


यूएफ की तैयारी<sub>6</sub> K-25 गैसीय प्रसार संयंत्र के लिए फीडस्टॉक व्यावसायिक रूप से उत्पादित फ्लोरीन के लिए पहला अनुप्रयोग था, और फ्लोरीन और यूएफ दोनों के संचालन में महत्वपूर्ण बाधाओं का सामना करना पड़ा।<sub>6</sub>. उदाहरण के लिए, K-25 गैसीय प्रसार संयंत्र का निर्माण करने से पहले, पहले गैर-प्रतिक्रियाशील [[रासायनिक यौगिक]]ों को विकसित करना आवश्यक था, जिनका उपयोग सतहों के लिए कोटिंग्स, स्नेहक और [[पाल बांधने की रस्सी]] के रूप में किया जा सकता है जो