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濃縮ウランは、同位体分離の過程によってウラン235（235Uと表記）の含有率を高めたウランの一種です。天然ウランは主に3つの同位体、すなわちウラン238（238U、天然存在比99.2732～99.2752% ）、ウラン235（235U、0.7198～0.7210%）、およびウラン234（234U、0.0049～0.0059%）から構成されています。[ 1 ] 235Uは、熱中性子で核分裂する、自然界に相当量存在する唯一の原始核種です。[ 2 ]
濃縮ウランは、民生用原子力発電と軍事用核兵器の両方に使用されています。低濃縮ウラン（LEU）は、 235Uを20%未満含み、軽水炉の燃料として使用され、これは世界中の原子力発電炉の大部分を占めています。[ 3 ]高濃縮ウラン（HEU）は、 235Uを20%以上含み、核兵器、海軍推進炉、一部の研究炉、および特定の特殊原子炉設計に使用されてきました。世界には約2,000トンの高濃縮ウランがあります。 [ 4 ]
大規模濃縮は、マンハッタン計画で初めて開発され、濃縮ウランの製造に気体拡散と電磁同位体分離が用いられました。歴史的に、気体拡散とガス遠心分離は商業規模で運用されてきた2つの濃縮方法ですが、気体拡散は現在では時代遅れとなり、商業利用においては遠心分離技術に取って代わられています。[ 5 ] [ 6 ]レーザー同位体分離も、第3世代の濃縮技術として開発されています。Global Laser Enrichment社は米国でレーザーベースのウラン濃縮施設の認可を申請していますが、商業的に使用されている濃縮プロセスは依然として遠心分離です。[ 7 ]
濃縮後に残ったウラン238は劣化ウラン（DU）と呼ばれ、天然ウランに比べて放射能はかなり低いものの、密度は非常に高い。劣化ウランは放射線遮蔽材や装甲貫通兵器などに利用される。
地中から直接採取されたウランは、ほとんどの原子炉の燃料としては適しておらず、使用可能な状態にするために追加の処理が必要となる（CANDU型原子炉は例外である）。ウランは、産出深度に応じて、地下採掘または露天掘りで採掘される。ウラン鉱石が採掘された後、鉱石からウランを抽出するために粉砕処理を経る必要がある。
これは化学プロセスの組み合わせによって達成され、最終生成物は濃縮ウラン酸化物であり、「イエローケーキ」として知られ、約80％のウランを含みますが、元の鉱石には通常0.1％程度のウランしか含まれていません。[ 8 ]
このイエローケーキは、核燃料製造に適した所望の形態のウランを得るために、さらに加工されます。粉砕工程が完了した後、ウランは次に変換工程を経る必要があります。「濃縮ウランを必要としないタイプの原子炉の燃料として使用できる二酸化ウラン、またはほとんどのタイプの原子炉の燃料を製造するために濃縮できる六フッ化ウラン」のいずれかに変換されます。 [ 9 ]天然ウランは235 U と238 Uの混合物でできています。235 U は核分裂性で、中性子で容易に分裂し、残りは238 U ですが、自然界では、抽出された鉱石の 99% 以上が238 U です。ほとんどの原子炉は濃縮ウランを必要とします。濃縮ウランとは、 235 Uの濃度が 3.5% ～ 4.5% の範囲にある高濃度のウランです(ただし、 RBMKやCANDUなど、黒鉛または重水減速材を使用するいくつかの原子炉設計は、天然ウランを燃料として運転できます)。商業的に行われている濃縮プロセスには、気体拡散法とガス遠心分離法の 2 つがあります。どちらの濃縮プロセスも六フッ化ウランを使用し、濃縮ウラン酸化物を生成します。[ 10 ]
再処理ウラン（RepU）は、使用済み核燃料から使用可能なウランを抽出するために、一連の化学的および物理的処理を受けます。RepUは、使用済み燃料の核再処理を含む核燃料サイクルの産物です。軽水炉（LWR）の使用済み燃料から回収されたRepUは、通常、天然ウランよりもわずかに多くのウラン235を含んでいるため、 CANDU炉のように、通常天然ウランを燃料として使用する原子炉の燃料として使用できます。また、中性子捕獲を起こし、中性子を浪費し（より高いウラン235濃縮を必要とする） 、核廃棄物の深地層処分において移動性が高く厄介な放射性核種の1つであるネプツニウム237を生成する望ましくない同位体ウラン236も含まれています。再処理ウランには、他の超ウラン元素や核分裂生成物の痕跡が含まれていることが多く、燃料製造および原子炉運転中に慎重な監視と管理が必要です。
低濃縮ウラン（LEU）は、 235Uの濃度が20%未満です。例えば、世界で最も普及している商用軽水炉（LWR）では、ウランは3～5%の235U濃度に濃縮されています。わずかに濃縮されたウラン（SEU ）は、 235Uの濃度が2%未満である。[ 11 ]
高濃縮低濃縮ウラン（HALEU）は5%から20%の濃度で濃縮されており[ 12 ] 、多くの小型モジュール炉（SMR）設計で必要とされている[ 13 ] 。研究炉で使用される新鮮な低濃縮ウランは通常12%から19.75%の235Uで濃縮されており、後者の濃度は高濃縮ウラン燃料を低濃縮ウランに転換する際に代替として使用される[ 14 ] 。
高濃縮ウラン（HEU）は、 235Uの濃度が20%以上である。この高濃縮レベルは、核兵器や特定の特殊な原子炉設計に不可欠である。核兵器の一次核分裂性ウランは通常、兵器級と呼ばれる85%以上の235Uを含んでいるが、理論的には、爆縮設計の場合、最低20%で十分である可能性がある（兵器使用可能と呼ばれる）が、そのためには数百キログラムの物質が必要となり、「設計するには実用的ではない」[ 15 ] [ 16 ]。さらに低い濃縮も理論的には可能であるが、濃縮率が低下するにつれて、減速されていない高速中性子の臨界質量は急速に増加し、たとえば、5.4%の235Uの無限の質量が必要となる[ 15 ] 。臨界実験では、ウランを97%以上に濃縮することが達成されている[ 17 ] 。
1945年に米国が広島に投下した最初のウラン爆弾「リトルボーイ」は、 80%濃縮ウラン64キログラム（141ポンド）を使用した。核爆発物の核分裂性コアを中性子反射材で包む（これはすべての核爆発物で標準となっている）と、臨界質量を劇的に減らすことができる。コアが中性子反射材で囲まれていたため、爆発時には臨界質量のほぼ2.5倍になった。中性子反射材は、爆縮、核融合促進、慣性で核分裂コアの膨張を遅らせる「タンピング」によって核分裂性コアを圧縮し、通常の密度で裸球の臨界質量1つ分よりも少ない量を使用する核兵器設計を可能にする。238U同位体が多すぎると、兵器の威力の原因となる暴走核連鎖反応が抑制される。 85%高濃縮ウランの臨界質量は約50キログラム（110ポンド）で、これは通常の密度では直径約17センチメートル（6.7インチ）の球体になります。 [ 10 ]中国初の核実験である596号実験で使用された高濃縮ウランのコアは約15キログラムで、[ 18 ]直径11.4cmに相当します。
後期の米国の核兵器は通常、一次段階でプルトニウム239を使用するが、一次核爆発によって圧縮されるジャケットまたはタンパー二次段階では、核融合燃料である重水素化リチウムとともに、濃縮度40%から80%の高濃縮ウラン（HEU）がよく使用される[ 19 ]。この多段階設計により、核兵器の効率と有効性が向上し、爆発時のエネルギー放出をより細かく制御できる。大型核兵器の二次段階では、濃縮度の低いウランの臨界質量が大きい方が有利になる場合があり、爆発時に炉心により多くの燃料を収容できる。この設計戦略により、先進核兵器システムの爆発力と性能が最適化される。ウラン238は核分裂性ではないと言われているが、 D-T核融合で生成されるような高速中性子（>2 MeV）によって核分裂する可能性がある[ 20 ]。
高濃縮ウランは、炉心に約 20% 以上の核分裂性物質を必要とする高速中性子炉や、235 U が50% 以上含まれることが多いが、通常は 90% を超えない海軍用原子炉でも使用されています。これらの特殊な原子炉システムは、高い中性子束や原子炉ダイナミクスの精密な制御など、独自の運転要件を満たすために高濃縮ウランに依存しています。商用高速炉Fermi-1プロトタイプでは、235 U が 26.5% 含まれる高濃縮ウランが使用されました。医療用同位体の製造には、例えばテクネチウム 99m ジェネレータ用のモリブデン 99など、かなりの量の高濃縮ウランが使用されています。[ 21 ]医療業界は、診断画像や治療用途に不可欠な重要同位体の効率的な製造を可能にする高濃縮ウランの独自の特性から恩恵を受けています。
同位体分離は、同じ元素の同位体は化学的性質がほぼ同じで、質量もわずかにしか異ならないため困難です。ウランの場合、235Uは238Uより約1.26%軽いです。商業的な濃縮では、通常、原子ウランではなく六フッ化ウラン（UF6 ）が使用され、これにより2つの同位体を含む分子間の相対質量差がさらに小さくなります。[ 5 ]フッ素には天然に存在する同位体が1つしかないことと、UF6が適切な動作温度で気体として扱えることから、 UF6が使用されます。[ 6 ]
各分離工程で生じる同位体濃度の変化はわずかであるため、濃縮プラントでは多段階の工程を連続的に行う。各工程では、わずかに濃縮された生成物ストリームを次の工程に送り、わずかに枯渇したストリームを前の工程に戻す。
歴史的に、商業規模で運用されてきたウラン濃縮方法は、気体拡散法とガス遠心分離法の2つです。気体拡散法は最初の商業濃縮プロセスでしたが、エネルギー集約型であるため、商業利用においては遠心分離技術に取って代わられました。[ 5 ]最後の大規模な商業用気体拡散プラントである米国のパデューカ気体拡散プラントは、2013年に濃縮操業を停止しました。 [ 22 ]
2020年代半ばには、商業的なウラン濃縮はガス遠心分離機によって行われていました。遠心分離濃縮ではUF6ガスを使用し、235Uと238Uを含む分子間のわずかな質量差を利用して同位体を分離します。最新の遠心分離機は、ガス拡散機に比べてはるかに少ない電力しか必要としません。世界原子力協会は、最新の遠心分離機では分離作業単位あたり約40～50kWhであるのに対し、ガス拡散機では分離作業単位あたり約2,400～2,500kWhであると推定しています。[ 5 ]
レーザー同位体分離も、第三世代濃縮技術として研究されてきた。そのようなプロセスの1つであるSILEXは、 Global Laser Enrichment （GLE）によって商業化されている。2025年、GLEはパデューカ・レーザー濃縮施設の建設許可申請を提出し、原子力規制委員会は詳細な審査のために申請を受理した。[ 7 ]レーザー濃縮は、商業運転において遠心分離濃縮に取って代わるまでには至っていない。
気体拡散法は、気体状の六フッ化ウラン（「ヘキサ」）を半透膜に通すことで濃縮ウランを製造する技術です。これにより、 235Uと238Uを含む分子がわずかに分離されます。冷戦中、気体拡散法はウラン濃縮技術として重要な役割を果たし、2008年時点で濃縮ウラン生産量の約33%を占めていましたが[ 23 ] 、 2011年には、拡散プラントの寿命が尽きるにつれて、後世代の技術に徐々に置き換えられている旧式の技術とみなされました[ 24 ] 。 2013年には、米国のパデューカ施設が操業を停止しました。これは、世界で最後の商業用235U気体拡散プラントでした[ 25 ] 。
熱拡散は、薄い液体または気体を介して熱が伝達されることを利用して同位体分離を行う。[ 20 ]このプロセスは、軽い235 U ガス分子が高温の表面に向かって拡散し、重い238 U ガス分子が低温の表面に向かって拡散する という事実を利用している。第二次世界大戦中、テネシー州オークリッジのS-50工場では、液体の六フッ化ウランが2 つの同心円状の垂直パイプの間に配置され、内側のパイプが加熱され、外側のパイプが冷却された。これにより、軽い 235U 分子が高温の内壁に向かって移動し、重い 238U 分子が低温の外壁に向かって移動し、対流によって濃縮ウランが上方に運ばれて収集され、カラムの高さが分離の程度に直接影響した。[ 26 ]この施設は、電磁同位体分離 (EMIS) プロセスの原料を準備するために使用されたが、後に気体拡散が優先され、放棄された。
ガス遠心分離法では、多数の回転シリンダーを直列および並列に配置します。各シリンダーの回転により強い求心力が生じ、 238Uを含む重いガス分子はシリンダーの外側に向かって接線方向に移動し、235Uを多く含む軽いガス分子は中心付近に集まります。従来のガス拡散法に比べて同じ分離を達成するために必要なエネルギーがはるかに少なく、この方法はガス拡散法にほぼ取って代わり、現在では主流の方法となっており、第2世代と呼ばれています。1段階あたりの分離係数は1.3で、ガス拡散法の1.005に比べて約50分の1のエネルギーで済みます。[ 23 ]世界の濃縮ウランのほぼ100%はガス遠心分離法で生産されています。分離作業単位あたりのコストは約100ドルで、標準的なガス拡散法よりも約40%安価です。[ 27 ]
ジッペ型遠心分離機は、標準的なガス遠心分離機を改良したもので、主な違いは熱を利用する点にある。回転する円筒の底部を加熱することで対流が発生し、ウラン235が円筒内を上昇し、スクープで回収される。この改良型遠心分離機は、ウレンコ社が核燃料の製造に商業的に利用しているほか、パキスタンも核兵器開発計画で利用していた。
レーザープロセスは、エネルギー投入量の削減、設備投資コストの削減、およびテール分析の削減を約束しており、したがって大きな経済的利点があります。いくつかのレーザープロセスが調査されているか、開発中です。レーザー励起による同位体分離（SILEX）は十分に開発されており、2012年現在、商業運転のライセンスを取得しています。レーザー励起による同位体分離は、ウラン分離の非常に効果的で安価な方法であり、従来の分離技術よりもはるかに少ないエネルギーとスペースを必要とする小さな施設で実行できます。レーザー濃縮技術を使用したウラン濃縮のコストは、SWUあたり約30ドル[ 27 ]であり、これは現在の濃縮の標準であるガス遠心分離機の価格の3分の1以下です。レーザー励起による同位体分離は、衛星で事実上検出できない施設で実行できます。[ 28 ] 1990年代と2000年代には20か国以上がレーザー分離に取り組みましたが、いずれも非常に限られた成功しか収めていません。
原子蒸気レーザー同位体分離法は、超微細遷移の選択的イオン化を利用してウランの同位体を分離するために、特別に調整されたレーザー[ 29 ]を使用する。この技術では、 235U原子のみをイオン化する周波数に調整されたレーザーを使用する。正に帯電した235Uイオンは、負に帯電したプレートに引き寄せられて収集される。
分子レーザー同位体分離法では、赤外線レーザーをUF₆に照射し、²³⁵U原子を含む分子を励起させる。次に、別のレーザーを照射してフッ素原子を遊離させ、五フッ化ウランを生成する。生成された五フッ化ウランは、ガスから析出する。
レーザー励起による同位体の分離は、UF 6も使用するオーストラリアの開発である。米国の濃縮会社USEC がこの技術の商業化権を取得して放棄するという長期にわたる開発プロセスを経て、GE 日立原子力エネルギー(GEH) は 2006 年に Silex Systems と商業化契約を締結した。[ 30 ] GEH はその後、実証試験ループを構築し、最初の商業施設を建設する計画を発表した。[ 31 ]プロセスの詳細は、米国、オーストラリア、および商業団体間の政府間協定によって機密扱いされ、制限されている。SILEX は既存の生産技術よりも桁違いに効率的であると予測されているが、正確な数値はやはり機密扱いである。[ 23 ] 2011 年 8 月、GEH の子会社である Global Laser Enrichment は、商業プラントを建設するための許可を米国原子力規制委員会(NRC) に申請した。 [ 32 ] 2012年9月、NRCはGEHに対し、商業用SILEX濃縮プラントの建設と運営の許可を与えたが、同社はまだこのプロジェクトが建設を開始するのに十分な利益を生むかどうかを決めておらず、またこの技術が核拡散に寄与する可能性があるという懸念があった。[ 33 ]核拡散の懸念は、レーザー分離技術が一般的な分離技術の25%未満のスペースしか必要とせず、また一般的な住宅12軒分の電力しか必要としないため、レーザー励起によって動作するレーザー分離プラントは既存の監視技術の検出閾値をはるかに下回ることから生じた。[ 28 ]これらの懸念から、米国物理学会はNRCに請願書を提出し、レーザー励起プラントを建設する前に、拡散リスクの正式なレビューを受けるよう求めた。APSは、あらゆる種類の検出から隠蔽できることから、この技術を「ゲームチェンジャー」と呼ぶことさえした。 [ 27 ]
この技術の基礎的な拡散評価は、プリンストン大学の物理学者ライアン・スナイダーによって提供されました。[ 34 ]この評価には、この技術がどのように機能するか、そして秘密のウラン濃縮施設を検出する上でどのような課題があるかについての詳細な分析が含まれています。
空気力学的濃縮プロセスには、EW Becker らがLIGAプロセスを使用して開発した Becker ジェットノズル技術と、渦管分離プロセスが含まれます。これらの空気力学的分離プロセスは、ガス遠心分離機と同様に、圧力勾配によって駆動される拡散に依存しています。一般的に、エネルギー消費を最小限に抑えるために、個々の分離要素をカスケード接続した複雑なシステムが必要となるという欠点があります。事実上、空気力学的プロセスは、非回転遠心分離機と考えることができます。遠心力の増強は、キャリアガスとして水素またはヘリウムでUF 6を希釈することによって達成され、純粋な六フッ化ウランを使用した場合よりもはるかに高いガス流速が得られます。南アフリカのウラン濃縮公社(UCOR) は、高生産速度低濃縮用の連続 Helikon 渦管分離カスケードと、実質的に異なる低生産速度高濃縮用の半バッチ式 Pelsakon カスケードを開発および展開しました。どちらも特定の渦管分離器設計を使用しており、どちらも工業プラントに実装されています。ブラジルでは、 Industrias Nucleares do Brasilが主導するコンソーシアムであるNUCLEIによって、分離ノズル方式を用いた実証プラントが建設された。これらの方法はいずれもエネルギー消費量が多く、廃熱除去に多大な労力を要するため、現在ではいずれも実用化されていない。
電磁同位体分離法（EMIS）では、まず金属ウランを気化させ、次に正に帯電したイオンにイオン化します。その後、陽イオンは加速され、磁場によってそれぞれの収集ターゲットに偏向されます。第二次世界大戦中に開発されたカルトロンと呼ばれる量産型質量分析計は、1945年に広島に投下された原子爆弾「リトルボーイ」に使用されたウラン235の一部を提供しました。厳密には、「カルトロン」という用語は、強力な電磁石の周囲に大きな楕円形に配置された多段式装置を指します。電磁同位体分離法は、より効率的な方法に取って代わられ、現在ではほとんど使われなくなっています。
ある化学プロセスはパイロットプラント段階まで実証されたものの、生産には使用されていない。フランスのCHEMEXプロセスは、混ざり合わない水相と有機相を用いて、2つの同位体の酸化還元反応における原子価変化の傾向のわずかな違いを利用した。日本の旭化成株式会社は、同様の化学反応を利用しつつ、独自の樹脂イオン交換カラムを用いて分離を行うイオン交換プロセスを開発した。
プラズマ分離プロセス（PSP）とは、超伝導磁石とプラズマ物理学を利用した技術である。このプロセスでは、イオンサイクロトロン共鳴の原理を用いて、様々なイオンを含むプラズマ中のウラン235同位体を選択的に励起する。フランスは独自のPSPを開発し、RCIと呼んだ。RCIへの資金提供は1986年に大幅に削減され、1990年頃には計画が中断されたが、現在でも安定同位体分離にはRCIが用いられている。
「分離作業」とは、濃縮プロセスによって行われる分離の量であり、原料、濃縮された出力、および枯渇した尾鉱の濃度の関数であり、総入力（エネルギー/機械の稼働時間）と処理された質量に比例するように計算された単位で表されます。分離作業はエネルギーではありません。同じ量の分離作業でも、分離技術の効率に応じて異なる量のエネルギーが必要になります。[ 20 ]分離作業は、分離作業単位SWU、kg SW、または kg UTA（ドイツ語のUrantrennarbeit - 文字通りウラン分離作業）で測定されます。分離作業を効率的に利用することは、ウラン濃縮施設の経済的および運用上のパフォーマンスを最適化するために重要です。
濃縮施設が提供する分離作業ユニットに加えて、考慮すべきもう1つの重要なパラメータは、所望の濃縮ウラン質量を得るために必要な天然ウラン（NU）の質量です。分離作業ユニットの数と同様に、必要な原料の量も、所望の濃縮レベルと、最終的に劣化ウラン（DU）に含まれる235Uの量によって決まります。ただし、濃縮中に必要な分離作業ユニットの数は、劣化ウラン中の235Uの濃度が低下するにつれて増加しますが、必要なNUの量は、最終的にDUに含まれる235Uの濃度が低下するにつれて減少します。
例えば、軽水炉で使用するための低濃縮ウラン（LEU）の濃縮では、濃縮されたストリームには3.6%の235U（非ウラン（NU）では0.7%）が含まれるのが一般的である一方、劣化ウラン（DU）ストリームには0.2%から0.3%の235Uが含まれます。このLEUを1キログラム生産するには、劣化ウランストリームに0.3%の235Uが含まれる場合、約8キログラムのNUと4.5 SWUのエネルギーが必要となります。一方、劣化ウランストリームに0.2%の235Uしか含まれていない場合は、必要なNUはわずか6.7キログラムですが、濃縮に必要なエネルギーは約5.7 SWUとなります。必要なNUの量と濃縮中に必要なSWUの数は逆方向に変化するため、NUが安価で濃縮サービスが高価な場合は、事業者は通常、 DUの流れに235Uをより多く残すことを選択しますが、NUが高価で濃縮が安価な場合は、その逆を選択します。
ウラン（六フッ化ウラン、略してhex）を金属に変換する際、製造過程で0.3%が失われる。 [ 36 ] [ 37 ]
濃縮の反対はダウンブレンディングです。余剰の高濃縮ウランは低濃縮ウランにダウンブレンディングすることで、商業用核燃料として使用できる濃度に調整されます。ダウンブレンディングは核不拡散活動において重要なプロセスであり、兵器化の可能性のある高濃縮ウランの量を減らし、平和利用へと転換することを可能にします。
高濃縮ウラン原料には、望ましくないウラン同位体が含まれる可能性がある。234Uは天然ウランに含まれる微量同位体であり（主に238Uのアルファ崩壊生成物として）、U —238の半減期はUは234のそれよりもはるかに大きいUは一定の定常状態平衡で同じ速度で生成および破壊され、十分な238を持つサンプルはウラン含有量は234の安定した比率にUから238ウラン236は、十分な時間スケールで存在し、濃縮プロセス中に濃度は上昇しますが、1%をはるかに下回ります。高濃度のウラン236は、原子炉での照射の副産物であり、製造履歴によっては高濃縮ウラン中に含まれる可能性があります。ウランは主に235ウランは中性子を吸収し、核分裂を起こさない。236の生成したがって、 235の熱中性子炉ではUは避けられない。ウラン燃料。核兵器製造用原子炉から再処理された高濃縮ウラン（235Uの含有量が約50%）には、 236Uが最大25%含まれている場合があり、その結果、混合低濃縮ウラン製品中の濃度は約1.5%になります。236Uは中性子毒物であるため、 236Uの存在を補償するために、低濃縮ウラン製品中の実際の235U濃度をそれに応じて上げる必要があります。一方、234Uは中性子を吸収します。ウランは中性子も吸収し、核分裂性物質である235に変化する増殖性物質である。中性子吸収時のU。もし236ウランが中性子を吸収すると、結果として短寿命の237が生成される。ウランベータ崩壊は237に起こる熱中性子炉では使用できないが、使用済み燃料から化学的に分離して廃棄物として処分するか、 238に核変換することができる。プルトニウム（原子力電池用）は、特殊な原子炉で使用されます。ダウンブレンディング工程におけるウランの同位体組成を理解し管理することは、得られる核燃料の品質と安全性を確保するとともに、望ましくない同位体に関連する潜在的な放射線リスクや核拡散リスクを軽減するために不可欠です。
混合原料はNUまたはDUを使用できますが、原料の品質によっては、HEU原料に含まれる可能性のある不要な副産物を希釈するために、通常1.5重量％の235Uを含むSEUを混合原料として使用する場合があります。NUまたはDUを使用した場合、LEU製品中のこれらの同位体の濃度は、場合によっては核燃料のASTM規格を超える可能性があります。したがって、HEUのダウンブレンドは、既存の大量の劣化ウラン備蓄によって引き起こされる廃棄物管理問題に一般的に貢献することはできません。劣化ウランの効果的な管理および処分戦略は、長期的な安全性と環境保護を確保するために不可欠です。劣化ウランの再処理やリサイクルなどの革新的なアプローチは、廃棄物を最小限に抑え、核燃料サイクルにおける資源利用を最適化するための持続可能な解決策を提供する可能性があります。
メガトンからメガワットへのプログラムと呼ばれる大規模なダウンブレンディング事業では、旧ソ連の兵器級高濃縮ウランを米国の商用原子炉の燃料に変換しています。1995年から2005年半ばにかけて、250トンの高濃縮ウラン（1万発の核弾頭に相当）が低濃縮ウランにリサイクルされました。目標は2013年までに500トンをリサイクルすることです。ロシアの核弾頭の廃止措置プログラムは、2008年までの世界の濃縮ウラン需要全体の約13%を占めていました。[ 23 ] この野心的な取り組みは、核軍縮の目標に取り組むだけでなく、破壊目的で使用されるはずだった物質を平和的なエネルギー生産のための資源に効果的に転用することで、世界のエネルギー安全保障と環境の持続可能性に大きく貢献しています。
米国濃縮公社は、 1996年に米国政府が余剰軍事物資と宣言した174.3トンの高濃縮ウラン（HEU）の一部処分に関与してきた。米国HEUダウンブレンディングプログラムを通じて、主に解体された米国の核弾頭から採取されたこのHEU物質は、原子力発電所で発電に使用される低濃縮ウラン（LEU）燃料にリサイクルされた。[ 38 ] [ 39 ]この革新的なプログラムは、余剰兵器級ウランの安全かつ確実な廃棄を促進しただけでなく、民生用原子力発電所の持続可能な運転にも貢献し、新たに濃縮されたウランへの依存を減らし、世界的な核不拡散努力を促進した。
濃縮施設を運営していることが知られている国は、アルゼンチン、ブラジル、中国、フランス、ドイツ、インド、イラン、日本、オランダ、北朝鮮、パキスタン、ロシア、英国、米国である。[ 40 ] [ 41 ]ベルギー、イラン、イタリア、スペインはフランスのユーロディフ濃縮プラントに投資しており、イランの保有分は濃縮ウラン生産量の10%を受け取る権利を与えている。過去に濃縮計画を持っていた国にはリビアと南アフリカがあるが、リビアの施設は稼働したことはなかった。[ 42 ]オーストラリアの企業Silex Systemsは、SILEX（レーザー励起による同位体の分離）として知られるレーザー濃縮プロセスを開発しており、ゼネラル・エレクトリックによる米国での商業ベンチャーへの資金投資を通じてこれを進める意向である。[ 43 ] SILEXはプラント建設のライセンスを取得しているものの、レーザー濃縮が経済的に実現可能であることがまだ証明されていないため、開発はまだ初期段階にあり、核拡散の懸念からSILEXに与えられたライセンスの見直しを求める請願が提出されている。[ 44 ]また、イスラエルはディモナ近郊のネゲブ原子力研究センターの敷地内にウラン濃縮プログラムを持っているとも主張されている。[ 45 ]
マンハッタン計画中、兵器級の高濃縮ウランには、ウランが濃縮された工場の所在地にちなんで、オークリッジ合金の短縮形であるオラロイというコードネームが付けられました。 [ 46 ]オラロイという用語は、濃縮ウランを指す際に今でも時折使用されます。
ピンと半球の一方の濃縮度は97.67 w/o、もう一方の半球の濃縮度は97.68 w/oでした。
Oralloy [オークリッジ合金] は、高濃縮ウランの専門用語でした。
Wikidataにある濃縮ウランに関するデータ