Unidades de trabajo separables

El trabajo de separación —la cantidad de separación realizada por un proceso de enriquecimiento de uranio— es función de las concentraciones de la materia prima, el producto enriquecido y los relaves empobrecidos; y se expresa en unidades calculadas de manera que sean proporcionales a la entrada total (energía / tiempo de funcionamiento de la máquina) y a la masa procesada.

La misma cantidad de trabajo de separación requerirá diferentes cantidades de energía dependiendo de la eficiencia de la tecnología de separación. El trabajo de separación se mide en unidades de trabajo de separación (SWU), kg SW o kg UTA (del alemán Urantrennarbeit , que significa literalmente trabajo de separación de uranio ).

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

La unidad de trabajo de separación (SWU) no es una unidad de energía, sino que sirve como medida de los servicios de enriquecimiento . En agosto de 2025, los precios al contado por SWU eran de 188 dólares, ^{[ 1 ]} aunque la mayoría de las SWU se compran en contratos a largo plazo que promediaron 97 dólares/SWU en 2024. ^{[ 2 ]} La unidad fue introducida por Paul Dirac en 1941. ^{[ 3 ]}

La obra${\displaystyle W_{\mathrm {SWU} }}$necesario para separar una masa${\displaystyle F}$de alimento de ensayo${\displaystyle x_{f}}$en una masa${\displaystyle P}$ensayo del producto${\displaystyle x_{p}}$y colas de masa${\displaystyle T}$y ensayo${\displaystyle x_{t}}$viene dada por la expresión: ^{[ 4 ]}

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

dónde${\displaystyle V\left(x\right)}$es la función de valor , definida como: ^{[ 3 ]}

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

Dada la cantidad deseada de producto${\displaystyle P}$, el alimento necesario${\displaystyle F}$y las colas resultantes${\displaystyle T}$son:

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

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

El número de unidades de trabajo de separación que proporciona una planta de enriquecimiento está directamente relacionado con la cantidad de energía que consume. Las modernas plantas de difusión gaseosa suelen requerir de 2400 a 2500 kilovatios-hora (kW·h), o 8,6–9 gigajulios (GJ), de electricidad por SWU, mientras que las plantas de centrifugación gaseosa requieren solo de 50 a 60  kW·h (180–220 MJ) de electricidad por SWU. ^{[ 5 ]}

• Uranio enriquecido

• Calculadora SWU del Grupo Urenco