分離作業ユニット

分離作業（ウラン濃縮プロセスによって行われる分離の量）は、原料の濃度、濃縮された出力、および劣化した尾鉱の関数であり、総入力（エネルギー / 機械の動作時間）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。

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。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から来ており、文字通りウラン分離作業を意味します) で測定されます。

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

分離作業単位はエネルギーの単位ではなく、濃縮サービスの尺度として機能します。2020年代初頭、1 SWUのコストは約100ドルでした。^[1]この単位は1941年にポール・ディラックによって導入されました。^[2]

分析値の供給物の質量を分析値の質量と分析値の尾部に分離するために必要な作業は、次の式で与えられる：^[3]${\displaystyle W_{\mathrm {SWU} }}$${\displaystyle F}$${\displaystyle x_{f}}$${\displaystyle P}$${\displaystyle x_{p}}$${\displaystyle T}$${\displaystyle x_{t}}$

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

ここで、は値関数であり、次のように定義される: ^[2]${\displaystyle V\left(x\right)}$

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

必要な製品の量が与えられた場合、必要な供給量と結果として生じる尾部は次のようになります。 ${\displaystyle P}$${\displaystyle F}$${\displaystyle T}$

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

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

たとえば、102 キログラム (225 ポンド) の天然ウラン(NU) から始めて、 ^{235 U 含有量が 4.5%、残留ウラン濃度が 0.3% の}低濃縮ウラン(LEU) 10 キログラム (22 ポンド) を生成するには、約 62 SWU が必要です。

濃縮施設が提供する分離作業ユニットの数は、施設が消費するエネルギー量に直接関係しています。現代のガス拡散プラントでは通常、1 SWU あたり 2,400～2,500キロワット時(kW·h)、または 8.6～9ギガジュール(GJ) の電力が必要ですが、ガス遠心分離プラントでは 1 SWU あたり 50～60 kW·h (180～220 MJ) の電力しか必要ありません。^[4]

例：

純電気容量が 1,300 MW の大型原子力発電所では、 ²³⁵ U 濃度が 3.75%の LEU が年間約 25 トン (25 t / a )必要です。この量は、約 120 kSWU を使用して約 210 t の NU から生成されます。したがって、1,000 kSWU/a の容量を持つ濃縮プラントでは、約 8 つの大型原子力発電所の燃料となるウランを濃縮できます。