1) Что есть лазерная технология обогащения изотопов урана и пр.?
2) Каково современное ее состояние?
3) Чем отличается (технически и лучше-хуже) в сравнении с традиционными центрифугами.
>1) Что есть лазерная технология обогащения изотопов урана и пр.?
Было бы очень интересно послушать про "обогащение изотопов урана". Ну да ладно, вот выдержка из научно-популярной статьи, где более-менее внятно изложены основные технологии обогащения урана.
Уран должен быть обогащён перед использованием в атомной отрасли. Ведь только 0,712% атомов природного урана относятся к числу так называемых делящихся изотопов. В большинстве энергетических реакторов требуется уран с обогащением порядка 3% по делящимся атомам. В американском оружейном уране эта доля превышает 90%.
При газодиффузионном обогащении, уран в форме газа (шестифтористый уран, или гексафторид урана UF6) прокачивается под очень сильным давлением через многие сотни пористых барьеров (перегородок). Барьеры представляют собой специально разработанные или подготовленные тонкие, пористые фильтры с размером пор от 100 до 1000 ангстрем. Изготовляют барьеры из металлических, полимерных или керамических материалов, стойких к коррозии, вызываемой гексафторидом урана.
Делящиеся атомы урана незначительно меньше по своим размерам, чем неделящиеся, и вероятность их просачивания через поры барьеров выше. Проходя последовательно через множество фильтров, урановый газ достигает заданной степени обогащения.
При газодиффузионном обогащении для работы компрессоров и газодувок требуются огромные затраты электроэнергии. Это означает, что цена обогащённого по такой технологии урана резко возрастает. Поэтому во всём мире, за исключением США, для обогащения урана применяют газовые центрифуги.
В газовой центрифуге нежелательные атомы урана в буквальном смысле слова выкидываются вон из уранового газа. Сама центрифуга обычно состоит из тонкостенных цилиндров диаметром до 400 мм, помещённых в вакуум и вращающихся с высокой окружной скоростью (300 м/c и более).
При центрифужном обогащении также требуется, чтобы гексафторид урана последовательно проходил через тысячи центрифуг. Основное его отличие от газодиффузионного метода – затраты на электроэнергию сокращаются на целый порядок.
Американцы потратили 3 миллиарда долларов на разработку центрифужных технологий. Однако им до сегодняшнего дня так и не удалось создать промышленную установку.
Зато это смогли сделать европейцы и русские.
Собственно говоря, сейчас у американцев нет нужды в разработке центрифужных технологий. На протяжении многих лет Соединённые Штаты не производят оружейного урана. Более того, в 1998 году все американские обогатительные заводы были отданы в частные руки – компании USEC (U.S. Enrichment Corporation).
Вместо центрифуг американские атомщики намерены освоить лазерные технологии, в частности, технологию AVLIS.
Технология AVLIS построена на наличии небольшой разницы между энергетическими уровнями возбуждения изотопов одного и того химического элемента. Энергетический выход сверхмощного импульсного лазера может быть настроен так, чтобы выборочно ионизировать делящиеся изотопы урана (235U). Положительно заряженные ионы 235U могут в дальнейшем быть извлечены из урана электромагнитами.
>2) Каково современное ее состояние?
НИОКР
>3) Чем отличается (технически и лучше-хуже) в сравнении с традиционными центрифугами.
В принципе в процитированном отрывке ответ содержится, я бы лишь добавил, что лазерная технология на сегодняшний день на порядок дороже. Впрочем это не значит, что на ней нужно ставить крест, ведь технологии развиваются и это направление может стать конкурентноспособным.