Uranium Enrichment Process Explained

The process of "enriching" uranium primarily involves increasing the proportion of which isotope?

Correct Answer Explanation

Uranium enrichment is the process of increasing the percentage of Uranium-235 (U-235), the fissile isotope, in a sample of natural uranium. Natural uranium is composed of about 99.3% Uranium-238 (U-238) and only about 0.7% U-235. Since U-235 is the isotope that can sustain a nuclear chain reaction, its concentration must be increased (enriched) to be used as fuel in most nuclear reactors (typically to 3-5%) or for nuclear weapons (above 90%). The process usually involves gas centrifuges that separate the slightly lighter U-235 from the heavier U-238.

Incorrect Options Analysis

• Uranium-238: This is the most abundant isotope of uranium but is not fissile. The enrichment process aims to reduce its relative proportion, not increase it.
• Plutonium-239: This is another fissile material used in nuclear reactors and weapons, but it is not a naturally occurring isotope of uranium. It is typically produced by bombarding U-238 with neutrons in a reactor.
• Thorium-232: This is a fertile material, meaning it can be converted into a fissile isotope (Uranium-233) in a nuclear reactor. It is an element distinct from uranium and is not involved in the uranium enrichment process.

यूरेनियम को "समृद्ध" (enriching) करने की प्रक्रिया में मुख्य रूप से किस आइसोटोप का अनुपात बढ़ाना शामिल है?

सही उत्तर की व्याख्या

यूरेनियम संवर्धन (Uranium enrichment) प्राकृतिक यूरेनियम के एक नमूने में विखंडनीय (fissile) आइसोटोप, यूरेनियम-235 (U-235) के प्रतिशत को बढ़ाने की प्रक्रिया है। प्राकृतिक यूरेनियम में लगभग 99.3% यूरेनियम-238 (U-238) और केवल 0.7% U-235 होता है। चूंकि U-235 वह आइसोटोप है जो एक परमाणु श्रृंखला अभिक्रिया (nuclear chain reaction) को बनाए रख सकता है, इसलिए अधिकांश परमाणु रिएक्टरों में ईंधन के रूप में (आमतौर पर 3-5% तक) या परमाणु हथियारों के लिए (90% से ऊपर) उपयोग करने के लिए इसकी सांद्रता को बढ़ाना (समृद्ध करना) आवश्यक है। इस प्रक्रिया में आमतौर पर गैस सेंट्रीफ्यूज शामिल होते हैं जो थोड़े हल्के U-235 को भारी U-238 से अलग करते हैं।

गलत विकल्पों का विश्लेषण

• यूरेनियम-238: यह यूरेनियम का सबसे प्रचुर आइसोटोप है लेकिन यह विखंडनीय (fissile) नहीं है। संवर्धन प्रक्रिया का उद्देश्य इसके सापेक्ष अनुपात को कम करना है, बढ़ाना नहीं।
• प्लूटोनियम-239: यह एक और विखंडनीय सामग्री है जिसका उपयोग परमाणु रिएक्टरों और हथियारों में किया जाता है, लेकिन यह यूरेनियम का प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला आइसोटोप नहीं है। यह आमतौर पर एक रिएक्टर में U-238 पर न्यूट्रॉन की बमबारी करके बनाया जाता है।
• थोरियम-232: यह एक उर्वर सामग्री (fertile material) है, जिसका अर्थ है कि इसे एक परमाणु रिएक्टर में एक विखंडनीय आइसोटोप (यूरेनियम-233) में परिवर्तित किया जा सकता है। यह यूरेनियम से एक अलग तत्व है और यूरेनियम संवर्धन प्रक्रिया में शामिल नहीं है।