Πώς λειτουργεί μια φυγοκεντρική μηχανή;

Το φυσικό ουράνιο αποτελείται σχεδόν αποκλειστικά από δυο ισότοπα – κατά 99,3% από U-238 και κατά 0,7% από U-235. Μόνο το δεύτερο ισότοπο μπορεί να υποστεί διάσπαση και να χρησιμοποιηθεί σε πυρηνικούς αντιδραστήρες. Συνεπώς πρέπει να αυξηθεί το ποσοστό περιεκτικότητας του ουρανίου σε U-235.

Η διαδικασία αυτή ονομάζεται εμπλουτισμός ουρανίου. Η παραγωγή εμπλουτισμένου ουρανίου, δηλαδή ουρανίου με πολύ υψηλότερη συγκέντρωση σε U-235, απαιτεί το διαχωρισμό των δύο ισοτόπων. Μία από τις τεχνικές που χρησιμοποιούνται είναι η φυγοκέντρηση αερίου, για την υλοποίηση της οποίας απαιτείται αρχικά η παρασκευή μιας πτητικής ένωσης ουρανίου.

Το μετάλλευμα ουρανίου διαλύεται σε οξύ και υποβάλλεται σε μια σειρά χημικών διαδικασιών ώσπου να προκύψει το εξαφθοριούχο ουράνιο (UF6), το οποίο παραμένει σε αέρια φάση σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες.

Στη συνέχεια το UF6 τοποθετείται σε κατακόρυφους κυλίνδρους οι οποίοι περιστρέφονται με μεγάλες ταχύτητες, ώστε η φυγόκεντρος δύναμη να «εξαναγκάσει» τα βαρύτερα μόρια του εξαφθοριούχου ουρανίου (του 238-UF6) να μαζευτούν προς τα τοιχώματα του κυλίνδρου, ενώ τα ελαφρύτερα μόρια εξαφθοριούχου ουρανίου (του 235-UF6) να καταλήξουν στο κέντρο. Έτσι γίνεται ο διαχωρισμός των μορίων και προκύπτει ένα αέριο με υψηλότερη συγκέντρωση U-235.

Στο τέλος, το αέριο αντιδρά, εκτός των άλλων, με υδρογόνο ώσπου να προκύψει το εμπλουτισμένο ουράνιο στην τελική του μορφή.