Gaszentrifuge

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Mehrere Gaszentrifugen

Eine Gaszentrifuge oder auch Gas-Ultrazentrifuge genannt, ist eine Zentrifuge, die der physikalischen Trennung verschieden schwerer Gase mit Hilfe der Trägheit dient.

Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Sie wird unter anderem bei der Uran-Anreicherung eingesetzt, um Uranhexafluoridgas 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.

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. Nach[1] 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 [1] und ist im Vergleich zu dessen bei der Spaltung freiwerdender Energie vernachlässigbar.

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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.

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.[2]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Commons: Gaszentrifuge – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b https://www.spektrum.de/lexikon/physik/gaszentrifuge/5591 Stichwort Gaszentrifuge bei Spektrum.de, abgerufen am 26. Juni 2021
  2. Stuxnet - Software gegen Atome. Heinz Nixdorf MuseumsForum, 16. Juni 2020, abgerufen am 30. Juli 2021: „Das Schadprogramm ließ die Zentrifugen abwechselnd schneller und langsamer rotieren, ohne dass es die iranischen Ingenieure bemerkten. Nach einiger Zeit fielen die Geräte irreparabel aus.“