분리작업단위

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분리 작업(농축 공정에 의해 수행되는 분리의 양)은 공급 원료, 농축된 출력, 고갈된 테일링의 농도의 함수로서 총 입력량(에너지/기계 작동 시간)과 처리된 질량에 비례하도록 계산된 단위로 표현된다.분리 작업은 에너지가 아니다.

동일한 양의 분리 작업은 분리 기술의 효율성에 따라 다른 양의 에너지를 필요로 할 것이다.분리작업은 분리작업단위 SWU, kg SW 또는 kg UTA에서 측정한다(독일 Urantrennarbyte - 말 그대로 우라늄 분리작업).

• 1 SWU = 1 kg SW = 1 kg UTA
• 1kSWU = 1tSW = 1t UTA
• 1 MSWU = 1ktSW = 1kt UTA

정의

The work ${\displaystyle W_{\mathrm {SWU} }}$ necessary to separate a mass ${\displaystyle F}$ of feed of assay ${\displaystyle x_{f}}$ into a mass ${\displaystyle P}$ of product assay ${\displaystyle x_{p}}$, and tails of mass ${\displaystyle T}$ and assay ${\disp$$레이스타일 x_{t}}$는 다음과 같은 표현으로 ^[1]주어진다.

${\displaystyle W_{\mathrm {SWU}}}=P\cdot V\left(x_{p}\오른쪽)++T\cdot V(x_{t}-F\cdot V(x_{f}})}$

여기서 $V{\displaystyle }$( ${\displaystyle x}$) ${\$은$$ 값 함수로,^[2] 다음과 같이 정의된다.

${\displaystyle V(x)=(2x-1)\ln \left({\frac {x}{1-x}\오른쪽)}$

그리고 만족하다

${\displaystyle V"(x)={\frac {1}{(x(1-x)))^{2}}}.}$

피드 대 제품 비율은 다음 식에 의해 제공됨

${\displaystyle {\frac {F}{P}}={\frac {x_{p}-x_{t}{x_{f}-x_{t}}}}}}}}}}}}}}}}}$

반면에 꼬리 대 제품 비율은 표현에 의해 주어진다.

${\displaystyle {\frac {T}{P}}={\frac {x_{p}-x_{f}{x_-x_{t}}}}}}}}}}}}}}$

예

예를 들어 102kg(225lb)의 천연우라늄(NU)을 시작으로 약 62SWU가 소요돼 U 함량 10kg(22lb)의 저농축우라늄(LEU)을 4.5%까지 생산해 0.3%의 꼬리 분석 결과를 얻을 수 있다.

농축 시설에서 제공하는 분리 작업 단위 수는 해당 시설이 소비하는 에너지의 양과 직접적인 관련이 있다.현대의 가스 확산 발전소는 일반적으로 SWU당 2,400~2,500킬로와트시(kW·h) 또는 8.6~9기가줄(GJ)의 전기를 필요로 하는 반면 가스원심분리기 발전소는 SWU당 50~60kW·h(180–220 MJ)의 전기를 필요로 한다.

예:

순전기용량이 1300MW인 대형 원자력발전소는 U농도 3.75%의 LEU를 연간 약 25t/a가 필요하다.이 양은 약 120 kSWU를 사용하여 약 210 t의 NU에서 생산된다. 따라서 1000 kSWU/a의 용량을 가진 농축 발전소는 약 8개의 대형 원자력 발전소에 연료를 공급하는 데 필요한 우라늄을 농축할 수 있다.

참조