芒果视频下载

鈾(you)(Uranium)是原子(zi)序數為(wei)92的(de)元(yuan)素(su)(su)，其元(yuan)素(su)(su)符號(hao)是U，是自然(ran)界中能夠找到(dao)的(de)最重原生元(yuan)素(su)(su)。在(zai)(zai)自然(ran)界中存在(zai)(zai)三種同位素(su)(su)，均(jun)帶有放射性(xing)，擁有非常長(chang)的(de)半衰期（數十萬年(nian)~45億年(nian)）。此外還有12種人(ren)工(gong)同位素(su)(su)(226U~240U)。鈾(you)在(zai)(zai)1789年(nian)由馬丁·海因里希·克拉普羅特（Martin Heinrich Klaproth）發現(xian)(xian)。鈾(you)化合物早期用于瓷器的(de)著(zhu)色(se)，在(zai)(zai)核(he)(he)裂(lie)變現(xian)(xian)象(xiang)被(bei)發現(xian)(xian)后(hou)用作為(wei)核(he)(he)燃料(liao)。

2023年(nian)4月(yue)，日(ri)本與(yu)韓國科學家發現了一(yi)種以前未(wei)知的鈾同(tong)位素——鈾-241。11月(yue)21日(ri)，鈾的價格15年(nian)來首(shou)次突破80美元/磅。

簡介

自然(ran)產生的(de)(de)(de)最(zui)重的(de)(de)(de)金屬。呈(cheng)銀(yin)白色，具有(you)硬度強(qiang)、密度高、可延展、有(you)放(fang)射性等特(te)征(zheng)。一(yi)般在(zai)鈾(you)與(yu)氧(yang)、氧(yang)化(hua)物(wu)或硅酸鹽的(de)(de)(de)結合中(zhong)發(fa)現鈾(you)。鈾(you)原子(zi)能發(fa)生裂(lie)變反應(ying)，釋放(fang)大量能量從而(er)可以應(ying)用于(yu)發(fa)電(dian)，核(he)武器(qi)制造(zao)等領域。第(di)二次世(shi)界大戰中(zhong)盟(meng)軍的(de)(de)(de)核(he)武器(qi)計劃引發(fa)對鈾(you)的(de)(de)(de)需求，鈾(you)的(de)(de)(de)生產應(ying)運而(er)生。到(dao)20世(shi)紀70年代，鈾(you)的(de)(de)(de)生產工業已(yi)穩固地建立起來。

化學性質

鈾是(shi)(shi)(shi)Ⅲb族錒(a)系放射(she)性(xing)化學元素(su)，符(fu)號U，原(yuan)(yuan)子(zi)序數92，相對(dui)原(yuan)(yuan)子(zi)質量238.03，是(shi)(shi)(shi)原(yuan)(yuan)子(zi)序數和相對(dui)原(yuan)(yuan)子(zi)質量最大(da)的天然元素(su)。鈾在常溫下是(shi)(shi)(shi)銀白色(se)的致(zhi)密金屬，鈾的新切面呈發亮的鋼灰色(se)，但在室溫空氣(qi)中逐漸生成黑色(se)氧(yang)化膜。

鈾(you)原(yuan)子的外(wai)電子層(ceng)構型為(wei)[Rn]5f36d17s2，5f36d17s2殼層(ceng)為(wei)價(jia)電子。鈾(you)有(you)+3、+4、+5、+6四種價(jia)態，以(yi)+4和+6價(jia)態為(wei)主(zhu)。

鈾(you)是正電性(xing)很(hen)強的(de)(de)活潑元素，與(yu)幾乎所有非金(jin)屬元素（惰性(xing)氣體除外(wai)）反應(ying)生(sheng)成化合(he)物，常(chang)以U3+、U4+、UO2+和(he)UO22+離子形式存在(zai)。鈾(you)與(yu)氫(qing)在(zai)523K時發生(sheng)可逆反應(ying)，生(sheng)成UH3。鈾(you)-氧(yang)(yang)系比較復(fu)雜(za)，在(zai)UO2～UO3間存在(zai)多種(zhong)相，重要(yao)的(de)(de)氧(yang)(yang)化物有UO2、U3O8和(he)UO3。其中UO2是當前應(ying)用(yong)最廣(guang)泛的(de)(de)核(he)燃料(liao)。鈾(you)與(yu)鹵素生(sheng)成核(he)燃料(liao)制備工(gong)藝中重要(yao)的(de)(de)化合(he)物。如UF4是生(sheng)產金(jin)屬鈾(you)和(he)UF6的(de)(de)中間產物。UF6的(de)(de)三相點為(wei)337K，是氣態(tai)鈾(you)同位(wei)素分離的(de)(de)原料(liao)。碳(tan)化鈾(you)、氮化鈾(you)和(he)硅化鈾(you)都是性(xing)能(neng)優越(yue)的(de)(de)被認為(wei)有希(xi)望的(de)(de)核(he)燃料(liao)。

金屬鈾在空氣(qi)中會變暗，可為(wei)蒸汽和酸(suan)腐(fu)蝕，但耐堿(jian)腐(fu)蝕。其原子半(ban)徑為(wei)138.5pm；U3+、U4+、U5+、U6+的離子半(ban)徑分(fen)別為(wei)103、97、89及(ji)80pm。鈾的電負性據鮑林（Pauling）測(ce)定(ding)(ding)為(wei)1.38；阿爾(er)勒德（Allred）和羅(luo)切夫(fu)（Rochow）測(ce)定(ding)(ding)為(wei)1.22。

鈾(you)能(neng)與大多數非(fei)金屬元素及其(qi)化(hua)合(he)物(wu)發生(sheng)反(fan)應，反(fan)應的(de)(de)溫(wen)度和反(fan)應速度隨鈾(you)的(de)(de)粒度而異。鈾(you)在室溫(wen)的(de)(de)空氣或氧氣中能(neng)自燃(ran)(ran)，細粒鈾(you)在水中亦(yi)能(neng)自燃(ran)(ran)。在一(yi)定條件下，鈾(you)氧化(hua)放出(chu)的(de)(de)能(neng)量可引起爆(bao)炸(zha)。鈾(you)粉塵的(de)(de)爆(bao)炸(zha)濃度下限為(wei)55mg/dm3。鈾(you)能(neng)與許(xu)多金屬反(fan)應生(sheng)成金屬間化(hua)合(he)物(wu)。鈾(you)可與鈮、鉿、鋯、鉬及鈦生(sheng)成固溶體。

鈾(you)(you)及(ji)其化合(he)物(wu)均有較大的化學毒性(xing)(xing)，空(kong)氣中(zhong)可溶(rong)性(xing)(xing)鈾(you)(you)化合(he)物(wu)的允許(xu)(xu)濃度(du)為(wei)0.05mg/m3，不溶(rong)性(xing)(xing)鈾(you)(you)化合(he)物(wu)的允許(xu)(xu)濃度(du)為(wei)0.25mg/m3，人體對(dui)天然鈾(you)(you)的放射性(xing)(xing)允許(xu)(xu)劑量，可溶(rong)性(xing)(xing)鈾(you)(you)化合(he)物(wu)是7400Bq，不溶(rong)性(xing)(xing)鈾(you)(you)化合(he)物(wu)是333Bq。

物理性質

鈾(you)(you)是(shi)(shi)(shi)放射性金屬(shu)元素，可作為核反應的(de)燃料。鈾(you)(you)是(shi)(shi)(shi)銀白(bai)色金屬(shu)，幾乎與鋼一樣(yang)硬(ying)，密度高(gao)（相對(dui)密度約18.95），熔點1135℃，沸(fei)點4134℃。在(zai)核能量發展之前，它被用作制造(zao)黃色玻璃。鈾(you)(you)是(shi)(shi)(shi)自然界存(cun)在(zai)的(de)原(yuan)子序數最高(gao)的(de)元素。1841年E.佩利(li)(li)（1811-1890）離析出金屬(shu)鈾(you)(you)，雖然在(zai)此(ci)之前鈾(you)(you)已(yi)在(zai)瀝青鈾(you)(you)礦(kuang)中被認知。它也(ye)藏(zang)于云母鈾(you)(you)礦(kuang)、釩鉀(jia)鈾(you)(you)礦(kuang)和獨居石中；主要分布(bu)于加拿大(da)、澳大(da)利(li)(li)亞、南非。可通過氣(qi)體(ti)擴散技術從易揮發氣(qi)體(ti)六氟化鈾(you)(you)（UF6）中分離各同位素鈾(you)(you)。

鈾(you)存(cun)在三種同(tong)素(su)異(yi)形體，其存(cun)在溫度(du)(du)和主要結(jie)構特征列于表中。α-U在室(shi)溫時(shi)的密度(du)(du)為(wei)19.02t/m3。α-U和β-U呈明顯的各向(xiang)異(yi)性，如(ru)在298～523K之(zhi)間，α-U單晶沿a、b、c軸熱(re)膨脹系數(shu)分(fen)別為(wei)αa=+33.24×10-6/K、αb=-6.49×10-6/K、αc=+30.36×10-6/K。γ-U有各向(xiang)同(tong)性結(jie)構。無序排列的多(duo)晶鈾(you)在293～373K范圍的熱(re)膨脹系數(shu)等于16.3×10-6/K。在5～350K之(zhi)間的比熱(re)為(wei)27.66J/（mol·K）。α-U的熱(re)導率隨溫度(du)(du)提高(gao)而增加(jia)，室(shi)溫下為(wei)25.1W/（m·K），1033K時(shi)為(wei)37.7W/（m·K）。

鈾的(de)力學性質隨試樣(yang)爐號和熱(re)處理的(de)不同而異。對α軋(ya)制(zhi)α退火的(de)試樣(yang)，得到室(shi)溫最大屈服強度(du)(du)為(wei)(wei)206.8-275.8 MPa，對小變形量擠壓鈾，室(shi)溫抗拉強度(du)(du)極限為(wei)(wei)586.1～861.8MPa。鈾有三種晶格(ge)結構(gou)：α-U為(wei)(wei)斜方結構(gou)，a=284.785pm，b=585.801pm，c=494.553pm；β-U為(wei)(wei)正方結構(gou)，a=1076.0pm，c=565.2pm；γ-U為(wei)(wei)體(ti)心立方結構(gou)，a=352.4pm。它們的(de)轉換溫度(du)(du)為(wei)(wei)941K（α→β）和1047K（β→γ）。

鈾的(de)同素(su)異形體 α-U β-U γ-U

存(cun)在溫度范(fan)圍 （K） ＜941 941-1048 1048（熔點）

晶體(ti)結構 斜方(fang) 四方(fang) 體(ti)心立方(fang)

晶(jing)胞中原子數 （個） 4 30 2

晶(jing)格(ge)常數(shu) （nm） a0 0. 28541 1. 0579 0. 3524

b0 0. 58692 - -

c0 0. 49563 0. 5656 -

鈾的重要物理性質列于下表。

性 質 數 據

熔點T/K 1405.5

沸點T/K 4018

熔化熱Q/kJ·mol-1 15.5

氣化熱Q/kJ·mol-1 417.1

密度ρ/kg·m-3 18950（293K），17907（熔點液(ye)體）

熱導(dao)率λ/W·m-1·K-1 27.6（300K）

電阻率ρ/Ω·m 30.8×10-8（273K）

摩爾體積Vm/cm3 12.56

線脹系數(shu)αl/K-1 12.6×10-6

同位素及半衰期

天然鈾含有(you)三種同位(wei)素(su)：238U、235U和(he)234U，它們的(de)(de)含量(liang)分(fen)別為(wei)99.28%（238U）、0.71%（235U）和(he)0.006%（234U），半(ban)衰(shuai)期(qi)分(fen)別為(wei)（238U）4.51×109、（235U）7.09×108和(he)（234U）2.35×105年(nian)。其中(zhong)以235U為(wei)最(zui)重(zhong)要，是目前核(he)動力(li)的(de)(de)燃料。一個(ge)(ge)235U核(he)吸收一個(ge)(ge)熱(re)中(zhong)子(zi)發(fa)生裂(lie)變(bian)時放出約2.5個(ge)(ge)中(zhong)子(zi)，并釋放出207MeV能(neng)量(liang)。1kg235U核(he)裂(lie)變(bian)放出的(de)(de)能(neng)量(liang)相當(dang)于燃燒2700t煤所產生的(de)(de)能(neng)量(liang)。根(gen)據反(fan)應堆堆型(xing)及其工作條(tiao)件，核(he)燃料可采用天然鈾或提高了U含量(liang)的(de)(de)富集鈾。用氣體擴(kuo)散法、離心法或激光法等分(fen)離鈾同位(wei)素(su)，可使U的(de)(de)富集度達到90%以上。U俘(fu)獲中(zhong)子(zi)后(hou)轉(zhuan)變(bian)成易(yi)裂(lie)變(bian)的(de)(de)Pu（钚）。Pu和(he)U也是制造核(he)武(wu)器的(de)(de)主要原料。

在25km地殼內(nei)含1014t鈾，其中海(hai)水含1010t，每噸海(hai)水平均含鈾3.3mg。自然(ran)界存在幾(ji)百(bai)種含鈾的(de)礦物，但大多是貧礦，所以經(jing)濟地大量(liang)開采(cai)很(hen)困難。目前，經(jing)濟上(shang)有開采(cai)價值的(de)鈾礦含U3O8量(liang)為0.1%左右。如果發(fa)展快中子增殖堆，則鈾資源(yuan)利(li)用(yong)率可比(bi)壓水堆提高60～70倍。

鈾同位(wei)素中(zhong)存量最多的是238U，再者是可用作核能(neng)發電的燃(ran)料的235U，豐(feng)度最少的是234U。此外還有12種(zhong)人工同位(wei)素。

同位素 豐度 半(ban)衰期 衰變(bian)模(mo)式(shi) 衰變(bian)能(neng)量（MeV）衰變(bian)產物

232U 人造 68.9年 自發(fa)分裂 - -

α衰變 5.414 Th-228

233U 人(ren)造 159200年 自(zi)發分裂 197.93 -

α衰變(bian) 4.909 Th-229

234U 0.01% 245500年 自發(fa)分裂 197.78 -

α衰變 4.859 Th-230

235U 0.72% 7.038×108年(nian) 自發分裂 202.48 -

α衰(shuai)變(bian) 4.679 Th-231

236U 人造 2.342×107年 自發(fa)分(fen)裂 201.82 -

α衰變 4.572 Th-232

237U 人造 6.75日 β衰變(bian) 0.519 Np-237

238U 99.28% 4.468×109年(nian) 自(zi)發分裂 205.87 -

α衰變 4.27 Th-234

核性質

鈾的熱(re)中子吸收截(jie)面為7.60b±0.07b。鈾的同(tong)位素（包(bao)括(kuo)同(tong)核(he)異能素）有(you)15種(zhong)，其(qi)質量(liang)數從227至240。鈾的天然同(tong)位素組成列于下表。

核(he) 素 相對原子質(zhi)量(liang) 自然(ran)豐度(du)/% 半衰期T1/2/a 衰變(bian)模式(shi)及衰變(bian)能(neng)

α/MeV

234U 234.0409 0.005 2.47×105 α（4.856）；γ

235U 235.0439 0.72 7.00×108 α（4.681）；SF； γ

238U 238.0508 99.275 4.51×109α（4.268）；SF；γ

235U為(wei)錒鈾(you)(you)衰變(bian)(bian)(bian)系的(de)始祖(zu)核素，238U為(wei)鈾(you)(you)鐳系的(de)始祖(zu)核素，234U是(shi)238U的(de)衰變(bian)(bian)(bian)系產物。235U是(shi)惟一(yi)天然的(de)可裂(lie)變(bian)(bian)(bian)核素。235U核素受熱(re)中(zhong)子轟(hong)擊，吸收一(yi)個(ge)中(zhong)子后(hou)發(fa)(fa)生裂(lie)變(bian)(bian)(bian)（誘發(fa)(fa)裂(lie)變(bian)(bian)(bian)）。一(yi)個(ge)235U核在裂(lie)變(bian)(bian)(bian)時放(fang)出(chu)的(de)總能量(liang)為(wei)195MeV，同時放(fang)出(chu)2～3（平均2.5）個(ge)中(zhong)子。只(zhi)要其中(zhong)一(yi)個(ge)中(zhong)子引起另(ling)一(yi)個(ge)235U核發(fa)(fa)生裂(lie)變(bian)(bian)(bian)，鏈式核裂(lie)變(bian)(bian)(bian)就(jiu)會持續進行下去。238U不是(shi)裂(lie)變(bian)(bian)(bian)核素，但238U在反(fan)應堆活(huo)性區吸收中(zhong)子后(hou)生成239U，239U再經(jing)兩次β衰變(bian)(bian)(bian)生成能裂(lie)變(bian)(bian)(bian)的(de)Pu。因此，可以利用(yong)快中(zhong)子增殖堆充分發(fa)(fa)揮238U的(de)作用(yong)，提高天然鈾(you)(you)的(de)利用(yong)率。

發現簡史

鈾(you)(you)(you)(you)（yóu）英(ying)文(wen)名Uranium，得(de)名于天王星(xing)的名字“Uranus”。1789年M.H.克拉(la)(la)普羅特（Martin Heinrich Klaproth）首先從瀝青鈾(you)(you)(you)(you)礦中(zhong)發現(xian)(xian)(xian)了(le)“鈾(you)(you)(you)(you)”，就用(yong)1781年新(xin)發現(xian)(xian)(xian)的一個行(xing)星(xing)——天王星(xing)命名它(ta)為uranium，元素符號定(ding)為U。但(dan)1841年E.M.佩利若(ruo)（Eugene-Melchior Peligot）證(zheng)明該物質系二(er)氧(yang)化(hua)鈾(you)(you)(you)(you)，隨后用(yong)鉀還原UCl4制備(bei)了(le)金屬(shu)鈾(you)(you)(you)(you)。1896年A.H.貝可勒爾(er)（Antoine Henri Becquerel）發現(xian)(xian)(xian)了(le)鈾(you)(you)(you)(you)的放(fang)射(she)性現(xian)(xian)(xian)象。那時對(dui)(dui)鈾(you)(you)(you)(you)的研(yan)究屬(shu)純理論性的，鈾(you)(you)(you)(you)化(hua)合物只(zhi)用(yong)于玻璃和(he)(he)陶瓷的著色。1898年在鈾(you)(you)(you)(you)礦中(zhong)發現(xian)(xian)(xian)了(le)鐳(lei)，鈾(you)(you)(you)(you)便成(cheng)為開采鐳(lei)的副產品。1938年O.哈恩（Otto Hahn）和(he)(he)F.施特拉(la)(la)斯(si)曼（Fritz Strassmann）用(yong)中(zhong)子轟擊鈾(you)(you)(you)(you)核(he)發現(xian)(xian)(xian)核(he)裂(lie)變同時釋放(fang)出(chu)能(neng)量，引起(qi)了(le)人們重(zhong)新(xin)對(dui)(dui)鈾(you)(you)(you)(you)的重(zhong)視。第(di)二(er)次世界(jie)大(da)戰期間和(he)(he)戰后，由于核(he)武器和(he)(he)核(he)動力的需(xu)要，加速了(le)鈾(you)(you)(you)(you)資源的勘(kan)探和(he)(he)開采。

美國(guo)為此(ci)設立了專門研(yan)究原(yuan)子(zi)彈的機構。1945年美國(guo)在(zai)日本廣島投擲(zhi)了第(di)一(yi)(yi)顆(ke)235U原(yuan)子(zi)彈，幾天(tian)后(hou)又在(zai)日本長崎投下了一(yi)(yi)顆(ke)239Pu原(yuan)子(zi)彈。1954年蘇聯(lian)建(jian)成(cheng)了第(di)一(yi)(yi)座核(he)電(dian)站。從此(ci)，鈾的科(ke)研(yan)和(he)生(sheng)產(chan)受到世(shi)界各國(guo)的高度重視，核(he)武器制(zhi)造和(he)核(he)發電(dian)工(gong)業(ye)便得到迅速發展。中(zhong)國(guo)的鈾工(gong)業(ye)自(zi)20世(shi)紀50年代興起，已形成(cheng)完整的和(he)具有相當規模的科(ke)研(yan)和(he)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)體(ti)系。

2023年4月，日本與(yu)韓國(guo)科(ke)(ke)學家發(fa)現了(le)一種以前未(wei)知的鈾(you)同(tong)位素——鈾(you)-241。其原(yuan)子序數為92，質量為241，半衰期可能只有40分鐘，這是自1979年以來科(ke)(ke)學家首次(ci)發(fa)現富含中子的鈾(you)同(tong)位素。

鈾的化合物

鈾有(you)多種化合(he)物，主要鈾化合(he)物的(de)化學式、存在形(xing)態和(he)用途列(lie)于下表。

名稱(cheng) 化(hua)學式 存在形態 用 途

二氧化鈾(you) UO2 深褐色或黑色粉(fen)末 制造反(fan)應(ying)堆元件或

生產UF4

三(san)氧化鈾 UO3 無定形UO3或α-UO3，褐色(se)，β-UO3橙色(se)粉末，γ-UO3 還原成(cheng)UO2

亮(liang)黃色(se)，δ-UO3紅(hong)色(se)，Σ-UO3磚(zhuan)紅(hong)色(se)，η-UO3棕(zong)色(se)

八氧化三鈾(you) U3O8 橄(gan)欖綠色(se)（有時呈墨綠或(huo)黑色(se)）粉(fen)末翠綠色(se)晶體（綠鹽）儲(chu)存(cun)、還原成(cheng)UO2制取(qu)金(jin)屬(shu)鈾(you)或(huo)UF6

四氟化鈾(you)(you) UF4 室溫(wen)下(xia)近于白(bai)色固體(ti)，在309K溫(wen)度升華(hua)，最易(yi)揮發的(de)鈾(you)(you)化合物(wu) 同位素分離，濃(nong)縮(suo)

六氟化鈾 UF6 235U

硝(xiao)酸鈾酰 UO2(NO3)2 UO2（NO3）2·6H2O亮黃色(se)晶體 脫硝(xiao)成(cheng)UO3

重鈾(you)酸銨 (NH4)2U2O7 黃色(se)沉(chen)淀物（俗(su)稱“黃餅”）質量好(hao)的呈(cheng)片狀結晶 熱分解成UO2或

UO3

三碳酸鈾酰(xian)銨 (NH4)4UO2(CO3)3 淡黃(huang)色晶體 熱分(fen)解成UO2

鈾的合金

鈾能與多種金(jin)(jin)屬(shu)生(sheng)成金(jin)(jin)屬(shu)間化合物。鈾具有化學性(xing)(xing)質(zhi)活(huo)潑、各向異性(xing)(xing)結構(gou)和機械性(xing)(xing)能較差等缺陷(xian)。鈾合金(jin)(jin)的某些性(xing)(xing)質(zhi)優于金(jin)(jin)屬(shu)鈾，這在核燃料元件(jian)制造中相當重要(yao)。添加適量(liang)的其他金(jin)(jin)屬(shu)，如(ru)鈮、鉻、鉬(mu)或鋯能改善(shan)鈾的熱導率、晶(jing)體(ti)結構(gou)及金(jin)(jin)相結構(gou)、熱處理(li)特性(xing)(xing)、輻照穩定(ding)性(xing)(xing)和耐蝕性(xing)(xing)等。

貧鈾彈即利用貧鈾合(he)(he)金(jin)(jin)制造的(de)一種(zhong)高效燃(ran)燒(shao)穿(chuan)甲彈，它借助(zhu)貧鈾材(cai)料密度(du)大(da)（鉛密度(du)的(de)2倍(bei)）、強度(du)大(da)（鋼強度(du)的(de)3倍(bei)）和穿(chuan)透力(li)強，且(qie)易(yi)燃(ran)燒(shao)的(de)特點制作(zuo)而(er)成，貧鈾合(he)(he)金(jin)(jin)含(han)238U、235U等，貧鈾彈爆(bao)炸后(hou)殘(can)留的(de)235U等能損害腎臟、神經系統，可導致肺(fei)癌等。密度(du)、硬度(du)較(jiao)大(da)的(de)貧鈾合(he)(he)金(jin)(jin)，還(huan)可制作(zuo)防輻射材(cai)料等。

鈾的賦存及資源

鈾廣泛存(cun)在(zai)于(yu)地殼和海(hai)水中(zhong)(zhong)。海(hai)水中(zhong)(zhong)鈾的(de)濃度為3×10-7%，地殼豐度為2.3×10-4%，但在(zai)地殼中(zhong)(zhong)很分(fen)散。

鈾的礦物

鈾礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)按成因(yin)可分為原生(sheng)(sheng)鈾礦(kuang)(kuang)和次(ci)生(sheng)(sheng)鈾礦(kuang)(kuang)兩大類。除瀝青鈾礦(kuang)(kuang)外，原生(sheng)(sheng)鈾礦(kuang)(kuang)均存在(zai)于(yu)偉晶巖(yan)中，原生(sheng)(sheng)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)經風化和熱液(ye)作用易(yi)轉(zhuan)變成各種(zhong)次(ci)生(sheng)(sheng)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)。鈾礦(kuang)(kuang)的成因(yin)、產狀、含鈾量及伴生(sheng)(sheng)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)和圍巖(yan)均會影(ying)響到鈾礦(kuang)(kuang)的加(jia)工工藝。已發現的鈾礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)和含鈾礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)約有(you)500多(duo)種(zhong)。其(qi)中常(chang)見并(bing)具有(you)工業(ye)實用價值的僅二三十種(zhong)。下表所列為重要(yao)的鈾礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)。

類型 礦物名(ming)稱 組 成 鈾含量(liang)（質(zhi)量(liang)分數ω）/%

原生鈾(you)礦(kuang) 瀝(li)青鈾(you)礦(kuang) UO2·mUO3·nPbO 40～76

晶質鈾礦 （U,Th）O2·mUO3·nPbO 65～75.4

鈦鈾礦(kuang) (U,Ce,Fe,Y,Th)3Ti5O16 ＜40

次(ci)生鈾礦(kuang) 水（瀝青）鈾礦(kuang) UO2·mUO3·nH2O

銅鈾(you)云母 Cu(UO2)2(PO4)2·(8～12)H2O 50

鈣(gai)鈾云母 Ca(UO2)2(PO4)2·(8～12)H2O 50

鉀釩鈾礦 K2(UO2)2(VO4)2·(1～3)H2O 50

釩鈣鈾礦 Ca(UO2)2(VO4)2·8H2O 50～60

除(chu)澳大(da)利(li)(li)亞、加拿大(da)有一些較大(da)的富(fu)鈾(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)床（含(han)鈾(you)1%～10%）外(wai)，大(da)多(duo)數(shu)鈾(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)的含(han)鈾(you)品位(wei)為0.1%～0.2%。鈾(you)水冶廠(chang)大(da)多(duo)直(zhi)接處(chu)理鈾(you)原礦(kuang)(kuang)(kuang)，但通過(guo)選(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)能提(ti)高礦(kuang)(kuang)(kuang)石品位(wei)，降(jiang)低成本。一些國家(jia)正采用放射(she)分選(xuan)機對塊(kuai)狀鈾(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)石進行(xing)選(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)。為了綜合利(li)(li)用或改善鈾(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)石加工性能，有的礦(kuang)(kuang)(kuang)石還(huan)需經配礦(kuang)(kuang)(kuang)、焙燒等預處(chu)理。

此外，含(han)鈾(you)的(de)磷酸(suan)鹽礦、褐煤(mei)、頁巖、鈾(you)礦水、含(han)鈾(you)銅廢石(shi)堆浸液(ye)和海水等都可成為提鈾(you)的(de)原(yuan)料。例如(ru)，1988年美國(guo)從濕法磷酸(suan)等副產品中回(hui)收的(de)鈾(you)達(da)1500t，約(yue)占(zhan)其總產量(liang)5190t鈾(you)的(de)29%。

分布范圍

鈾(you)(you)通常被人們認(ren)為是一種(zhong)稀有金(jin)屬，盡管(guan)鈾(you)(you)在地殼中(zhong)的(de)含量(liang)很(hen)高，比汞(gong)、鉍(bi)、銀(yin)要(yao)(yao)多得多，但由(you)于提(ti)取鈾(you)(you)的(de)難度(du)較大(da)，所(suo)以它注定了要(yao)(yao)比汞(gong)這(zhe)些(xie)元素發現的(de)晚得多。盡管(guan)鈾(you)(you)在地殼中(zhong)分(fen)布廣(guang)泛，但是只有瀝(li)青鈾(you)(you)礦和鉀釩鈾(you)(you)礦兩種(zhong)常見(jian)的(de)礦床。

地(di)殼中(zhong)鈾(you)(you)的(de)平均(jun)含量(liang)(liang)約為百萬分之(zhi)2.5，即平均(jun)每噸(dun)地(di)殼物質中(zhong)約含2.5克(ke)鈾(you)(you)，這比(bi)鎢、汞、金、銀等元素(su)的(de)含量(liang)(liang)還高。鈾(you)(you)在各(ge)種巖(yan)石中(zhong)的(de)含量(liang)(liang)很不均(jun)勻。例如在花(hua)崗(gang)巖(yan)中(zhong)的(de)含量(liang)(liang)就要高些，平均(jun)每噸(dun)含3.5克(ke)鈾(you)(you)。在地(di)殼的(de)第一(yi)層（距地(di)表(biao)20 km）內含鈾(you)(you)近1.3×1014噸(dun)。依此推算，一(yi)立方(fang)公里的(de)花(hua)崗(gang)巖(yan)就會含有約一(yi)萬噸(dun)鈾(you)(you)。海(hai)(hai)(hai)水(shui)(shui)中(zhong)鈾(you)(you)的(de)濃(nong)度(du)相當(dang)低，每噸(dun)海(hai)(hai)(hai)水(shui)(shui)平均(jun)只含3.3毫克(ke)鈾(you)(you)，但由(you)于海(hai)(hai)(hai)水(shui)(shui)總量(liang)(liang)極(ji)大（海(hai)(hai)(hai)水(shui)(shui)中(zhong)總含鈾(you)(you)量(liang)(liang)可達(da)4.5×109噸(dun)），且從(cong)水(shui)(shui)中(zhong)提取有其(qi)方(fang)便之(zhi)處，所以不少國(guo)(guo)家，特別是那些缺少鈾(you)(you)礦資源(yuan)的(de)國(guo)(guo)家，正在探索(suo)海(hai)(hai)(hai)水(shui)(shui)提鈾(you)(you)的(de)方(fang)法。

由于鈾(you)(you)(you)(you)(you)的(de)(de)化(hua)學性(xing)質(zhi)很活潑，所以自然界不(bu)存在(zai)游離態的(de)(de)金(jin)屬鈾(you)(you)(you)(you)(you)，它總是(shi)以化(hua)合狀態存在(zai)著(zhu)。已知的(de)(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)物(wu)有(you)一百七十(shi)多(duo)種，但具有(you)工業開(kai)采價值的(de)(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)只有(you)二、三(san)十(shi)種，其中最重要(yao)的(de)(de)有(you)瀝青(qing)鈾(you)(you)(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)（主(zhu)要(yao)成分為八氧化(hua)三(san)鈾(you)(you)(you)(you)(you)）、品質(zhi)鈾(you)(you)(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)（主(zhu)要(yao)成分為二氧化(hua)鈾(you)(you)(you)(you)(you)）、鈾(you)(you)(you)(you)(you)石和鈾(you)(you)(you)(you)(you)黑等。很多(duo)的(de)(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)物(wu)都呈(cheng)黃色(se)、綠色(se)或(huo)黃綠色(se)。有(you)些鈾(you)(you)(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)物(wu)在(zai)紫外線下能發出(chu)強(qiang)烈的(de)(de)熒光。正是(shi)鈾(you)(you)(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)物(wu)（鈾(you)(you)(you)(you)(you)化(hua)合物(wu)）這(zhe)種發熒光的(de)(de)特性(xing)，才導致(zhi)了(le)放射性(xing)現(xian)象的(de)(de)發現(xian)。

雖(sui)然鈾元素的(de)分布相當(dang)廣，但鈾礦床的(de)分布卻很有限。鈾資源(yuan)主要分布在美國(guo)、加拿大、南非(fei)、西南非(fei)、澳(ao)大利(li)亞等國(guo)家和地區。據估計，已(yi)(yi)探明的(de)工(gong)業儲量到1972年已(yi)(yi)超過(guo)一(yi)百萬噸。

鈾(you)及其一(yi)系列(lie)衰(shuai)變子(zi)體的(de)放射(she)性(xing)是存在(zai)鈾(you)的(de)最好標(biao)志。人的(de)肉眼雖然看不(bu)見放射(she)性(xing)，但是借助于專門的(de)儀器卻可以方便(bian)地把它探測出來。因(yin)此，鈾(you)礦資(zi)源的(de)普查和勘探幾乎都利用了鈾(you)具(ju)有(you)放射(she)性(xing)這一(yi)特點：若發現某(mou)個(ge)地區巖石(shi)、土壤、水、甚至植物內放射(she)性(xing)特別(bie)強，就說明那個(ge)地區可能有(you)鈾(you)礦存在(zai)。

提取冶金

鈾(you)(you)(you)的提(ti)取冶金(jin)具有三個特(te)點。第一(yi)(yi)，鈾(you)(you)(you)礦石的品位很低，一(yi)(yi)般含鈾(you)(you)(you)（238U+235U）0.1%～0.2%，而(er)其中(zhong)235U僅為0.0007%～0.0014%，為獲得核純(chun)鈾(you)(you)(you)，必須(xu)經(jing)過一(yi)(yi)系列富集、提(ti)純(chun)過程(cheng)。第二，核純(chun)金(jin)屬鈾(you)(you)(you)需再經(jing)同(tong)位素分離(li)，制成不同(tong)豐度的濃縮235U。第三，工(gong)藝過程(cheng)繁(fan)雜，并存(cun)在輻(fu)射危(wei)害問題。因此(ci)，鈾(you)(you)(you)生產技(ji)術難度大，安全防(fang)護要(yao)求嚴(yan)格。

除了就(jiu)地浸出(chu)以及從其他(ta)含鈾(you)(you)物料(liao)提鈾(you)(you)外，鈾(you)(you)的提取(qu)冶金都是從鈾(you)(you)礦(kuang)石（原(yuan)礦(kuang)或精礦(kuang)）開(kai)始的，通常(chang)包(bao)括鈾(you)(you)提取(qu)、四氟(fu)化鈾(you)(you)制(zhi)(zhi)取(qu)、金屬(shu)鈾(you)(you)制(zhi)(zhi)取(qu)、六氟(fu)化鈾(you)(you)制(zhi)(zhi)取(qu)、鈾(you)(you)同(tong)位素分離(li)、制(zhi)(zhi)取(qu)含濃縮U的金屬(shu)鈾(you)(you)和鈾(you)(you)燃(ran)料(liao)元件加工等主要步(bu)驟。

（1）鈾提(ti)取(qu)。包括鈾礦(kuang)石(shi)的浸出、液(ye)固分離、富集、提(ti)純（常用離子交換或溶劑萃取(qu)法）及沉(chen)淀產物熱分解制(zhi)取(qu)核(he)純UO2或U3O8。

（2）四氟化鈾(you)制取(qu)。將UO2（U3O8可用(yong)氫還(huan)原(yuan)成UO2）氫氟化成四氟化鈾(you)（綠鹽(yan)）。

（3）金(jin)屬鈾(you)制取。用(yong)金(jin)屬鈣或(huo)鎂將UF4還原成金(jin)屬鈾(you)，金(jin)屬鈾(you)再經精煉、澆(jiao)鑄、加工、鍛造（或(huo)擠壓）成形、包殼等處(chu)理制成天(tian)然(ran)鈾(you)的反應堆元件(jian)，供生產裂(lie)變(bian)元素239Pu用(yong)。

（4）六氟化鈾制取。將(jiang)UF4氟化成UF6。

（5）鈾同(tong)位素分(fen)離(li)(li)。利用235U與238U質(zhi)量之(zhi)間的微小(xiao)差異，通(tong)過對UF6的氣體擴(kuo)散（或離(li)(li)心分(fen)離(li)(li)），制取(qu)不同(tong)豐度的濃縮235UF6。

（6）制(zhi)取含(han)濃(nong)縮235U的金(jin)(jin)屬(shu)鈾。將濃(nong)縮235UF6經氫(qing)還原(yuan)成235UF4，再轉化成濃(nong)縮235UO2。用(yong)鈣或鎂還原(yuan)235UF4制(zhi)成含(han)濃(nong)縮U的金(jin)(jin)屬(shu)鈾。

（7）鈾(you)燃料元(yuan)件(jian)加工。將濃縮(suo)UO2或金(jin)屬鈾(you)進一(yi)步加工制成反應堆燃料元(yuan)件(jian)或其他最終產品(pin)。

安全防護

鈾及其化(hua)合物既會放(fang)出(chu)危害生物的(de)(de)射線，又有化(hua)學毒性，在生產過程中必(bi)須采取安(an)全(quan)(quan)防(fang)(fang)(fang)護(hu)措(cuo)施。安(an)全(quan)(quan)防(fang)(fang)(fang)護(hu)措(cuo)施的(de)(de)主要內容包括嚴防(fang)(fang)(fang)粉塵及氡氣進入人體(ti)；使生產場地的(de)(de)輻射劑量低于放(fang)射性衛生防(fang)(fang)(fang)護(hu)規定的(de)(de)限值；排(pai)放(fang)的(de)(de)三廢經處理后必(bi)須達到國家規定的(de)(de)排(pai)放(fang)標準。要注意濃縮鈾產物臨界安(an)全(quan)(quan)。

發展趨勢

利(li)用(yong)低(di)品位鈾(you)礦石(shi)及(ji)其(qi)他含(han)鈾(you)物料以擴大鈾(you)資源。重視鈾(you)的就(jiu)地浸(jin)出(chu)、堆浸(jin)、細菌(jun)浸(jin)出(chu)等浸(jin)出(chu)方(fang)法(fa)的開發(fa)和推廣應用(yong)，以節省(sheng)能(neng)耗(hao)和降低(di)生產成本。開發(fa)并(bing)推廣應用(yong)快中子增殖堆，提(ti)高(gao)天然(ran)鈾(you)的利(li)用(yong)率。研究開發(fa)無廢物工(gong)藝，減輕鈾(you)對環境的污染。發(fa)展節能(neng)的離(li)心法(fa)、激光(guang)法(fa)等同位素分離(li)方(fang)法(fa)，替代耗(hao)能(neng)高(gao)的擴散法(fa)。

鈾原子核裂變

自然界里234U不會發(fa)生(sheng)核(he)裂變，通(tong)常(chang)，238U也(ye)不會發(fa)生(sheng)裂變，只有(you)235U易發(fa)生(sheng)核(he)裂變，核(he)燃(ran)料主要(yao)指235U。235U半(ban)(ban)衰(shuai)(shuai)期(qi)(qi)為(wei)7.038×108年，從235U開始(shi)，經過(guo)11次(ci)連(lian)續(xu)(xu)衰(shuai)(shuai)變，最后出(chu)現(xian)穩定的207Pb。238U半(ban)(ban)衰(shuai)(shuai)期(qi)(qi)為(wei)4.468×109年，從238U開始(shi)，經過(guo)14次(ci)連(lian)續(xu)(xu)衰(shuai)(shuai)變，最后出(chu)現(xian)穩定的206Pb-206。238U連(lian)續(xu)(xu)衰(shuai)(shuai)變中，子核(he)半(ban)(ban)衰(shuai)(shuai)期(qi)(qi)最長的是234U，它的半(ban)(ban)衰(shuai)(shuai)期(qi)(qi)是2.45×105年。

235U、233U和239Pu是主要的核裂(lie)變物質，可直(zhi)接做(zuo)核燃料，它們能(neng)大量(liang)獲(huo)得、并(bing)易(yi)吸收慢(man)中(zhong)子（能(neng)量(liang)小于(yu)1eV）并(bing)發生裂(lie)變，234U、238U則不行。235U存在于(yu)天然鈾中(zhong)，233U和239Pu要靠鈾核反應堆生產。235U、233U和239Pu，任何能(neng)量(liang)的中(zhong)子均可使它們分裂(lie)、釋放能(neng)量(liang)；對235U來(lai)說，速(su)度(du)越慢(man)的中(zhong)子越易(yi)引(yin)起裂(lie)變。238U吸收一個中(zhong)子，也(ye)可轉變為(wei)裂(lie)變物質。

235U和238U都能自發裂(lie)變(bian)，但(dan)后者自發裂(lie)變(bian)的幾(ji)率很小。

U-235裂變

研(yan)究表明(ming)，235U吸收慢(man)中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)后，有(you)40多(duo)種裂(lie)變(bian)(bian)方式，至少能(neng)(neng)生(sheng)產(chan)(chan)36種元(yuan)素的(de)(de)(de)300多(duo)種核(he)素和(he)快(kuai)中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)（平(ping)均2.5個(ge)），并釋放巨(ju)大(da)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)。鈾(you)核(he)裂(lie)變(bian)(bian)生(sheng)成物除中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)外(wai)，通常(chang)有(you)兩種（兩分(fen)(fen)裂(lie)）裂(lie)變(bian)(bian)物，還有(you)三(san)(san)種（三(san)(san)分(fen)(fen)裂(lie)）和(he)四種裂(lie)變(bian)(bian)物（1946 年，我(wo)國物理學家錢三(san)(san)強等(deng)在(zai)法國發(fa)現），“三(san)(san)分(fen)(fen)裂(lie)”幾(ji)(ji)率(lv)極(ji)(ji)小(xiao)。除中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)外(wai)，鈾(you)核(he)“兩分(fen)(fen)裂(lie)”的(de)(de)(de)碎塊有(you)許多(duo)組合方式，碎塊質量(liang)(liang)(liang)比大(da)致為3：2的(de)(de)(de)發(fa)生(sheng)幾(ji)(ji)率(lv)最大(da)，碎塊質量(liang)(liang)(liang)相同的(de)(de)(de)機會(hui)極(ji)(ji)小(xiao)；鈾(you)“三(san)(san)分(fen)(fen)裂(lie)”，其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)一塊是(shi)(shi)α粒(li)子(zi)(zi)(zi)，“三(san)(san)分(fen)(fen)裂(lie)”發(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)幾(ji)(ji)率(lv)是(shi)(shi)“二分(fen)(fen)裂(lie)”的(de)(de)(de)3/1000。統計表明(ming)，235U裂(lie)變(bian)(bian)發(fa)射的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)（動能(neng)(neng)）在(zai)0.1-20MeV范圍，平(ping)均為2MeV。僅(jin)有(you)快(kuai)中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)不(bu)(bu)能(neng)(neng)使(shi)(shi)天(tian)然(ran)鈾(you)產(chan)(chan)生(sheng)持續的(de)(de)(de)裂(lie)變(bian)(bian)鏈式反(fan)應(ying)，慢(man)中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)也不(bu)(bu)能(neng)(neng)使(shi)(shi)238U發(fa)生(sheng)裂(lie)變(bian)(bian)，持續的(de)(de)(de)裂(lie)變(bian)(bian)反(fan)應(ying)在(zai)238U中(zhong)(zhong)不(bu)(bu)可能(neng)(neng)發(fa)生(sheng)。235U和(he)240Pu等(deng)，除中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)可引發(fa)其(qi)(qi)核(he)裂(lie)變(bian)(bian)外(wai)，具有(you)足(zu)夠能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)帶電粒(li)子(zi)(zi)(zi)或γ射線等(deng)也能(neng)(neng)引發(fa)裂(lie)變(bian)(bian)。此外(wai)，鈾(you)對(dui)約25eV的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)還會(hui)產(chan)(chan)生(sheng)俘獲(huo)共(gong)振，即俘獲(huo)而不(bu)(bu)裂(lie)變(bian)(bian)。

235U結合(he)能(neng)小(xiao)，核(he)裂(lie)變(bian)(bian)勢(shi)壘較(jiao)低，任何能(neng)量的(de)(de)中(zhong)(zhong)子(zi)都能(neng)使它裂(lie)變(bian)(bian)，且對慢中(zhong)(zhong)子(zi)（中(zhong)(zhong)子(zi)速(su)率(lv)為2.2×103m/s，與(yu)常(chang)(chang)溫下氣體分子(zi)運動(dong)速(su)率(lv)相當。這(zhe)樣，它在鈾(you)核(he)附近的(de)(de)時間相對較(jiao)長，容易擊中(zhong)(zhong)鈾(you)核(he)使之(zhi)裂(lie)變(bian)(bian)）有很大的(de)(de)裂(lie)變(bian)(bian)截面(mian)（裂(lie)變(bian)(bian)幾率(lv)大）。235U吸收一(yi)個慢中(zhong)(zhong)子(zi)，通(tong)常(chang)(chang)先形成激發態的(de)(de)236U（復核(he)），然后裂(lie)變(bian)(bian)成兩(liang)塊，同時釋放中(zhong)(zhong)子(zi)和能(neng)量等。熱中(zhong)(zhong)子(zi)（慢中(zhong)(zhong)子(zi)的(de)(de)一(yi)種）反應(ying)堆(dui)(dui)里，235U熱中(zhong)(zhong)子(zi)裂(lie)變(bian)(bian)截面(mian)比238U的(de)(de)熱中(zhong)(zhong)子(zi)裂(lie)變(bian)(bian)截面(mian)要(yao)大200倍，這(zhe)樣，就(jiu)會(hui)有足夠數量的(de)(de)中(zhong)(zhong)子(zi)引起(qi)235U核(he)裂(lie)變(bian)(bian)，這(zhe)可彌補天然鈾(you)或濃縮鈾(you)中(zhong)(zhong)235U含量較(jiao)少之(zhi)弱點；這(zhe)種反應(ying)堆(dui)(dui)工作時，鈾(you)的(de)(de)利用率(lv)為1%-2%。

U-238裂變

238U（240Pu、232Th）裂(lie)(lie)變是有閥的(de)(de)(de)，小于(yu)1.1MeV的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)子(zi)會被其吸收或(huo)散射(she)，不(bu)能(neng)引發裂(lie)(lie)變；較(jiao)大(da)能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)子(zi)才能(neng)使(shi)它(ta)們裂(lie)(lie)變，但(dan)可能(neng)性又(you)極小。238U結合能(neng)較(jiao)大(da)，裂(lie)(lie)變勢(shi)壘較(jiao)高(gao)，能(neng)量(liang)(liang)超(chao)過1.4MeV的(de)(de)(de)快中(zhong)(zhong)子(zi)才能(neng)使(shi)它(ta)裂(lie)(lie)變，釋放的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)子(zi)能(neng)量(liang)(liang)較(jiao)大(da)。研究顯(xian)示，238U在幾MeV以上有很(hen)多共振吸收峰，其裂(lie)(lie)變幾率(lv)隨中(zhong)(zhong)子(zi)能(neng)量(liang)(liang)增大(da)而(er)增大(da)。238U不(bu)易產生(sheng)裂(lie)(lie)變，但(dan)吸收中(zhong)(zhong)子(zi)后能(neng)變成239Pu和233U等較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)核裂(lie)(lie)變物質。熱中(zhong)(zhong)子(zi)被238U俘獲(huo)的(de)(de)(de)幾率(lv)是熱中(zhong)(zhong)子(zi)使(shi)235U裂(lie)(lie)變幾率(lv)的(de)(de)(de)1/190左右。快中(zhong)(zhong)子(zi)同238U核的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)作用是非彈(dan)性碰(peng)撞(zhuang)，大(da)部(bu)分中(zhong)(zhong)子(zi)都是通過非彈(dan)性碰(peng)撞(zhuang)降(jiang)低(di)能(neng)量(liang)(liang)，再(zai)在多次碰(peng)撞(zhuang)中(zhong)(zhong)被238U核吸收。

鈾濃縮

濃縮鈾簡介

鈾(you)材(cai)(cai)料里235U的含量高(gao)于0.7%即(ji)濃(nong)(nong)縮鈾(you)。鈾(you)是(shi)重要的核燃料和原子(zi)彈(dan)核心材(cai)(cai)料，現在(zai)使(shi)用的鈾(you)材(cai)(cai)料都需提煉、濃(nong)(nong)縮，使(shi)之達到一(yi)定(ding)的純度。比如(ru)，制造一(yi)顆原子(zi)彈(dan)至少需20-50千克的高(gao)濃(nong)(nong)縮鈾(you)（也可用钚造原子(zi)彈(dan)），其濃(nong)(nong)縮純度應達到 90%以上。

鈾(you)礦(kuang)石里(li)235U的(de)含量(liang)很低，絕大(da)部(bu)分(fen)是238U，鈾(you)礦(kuang)石不(bu)能(neng)像煤塊那樣直接(jie)做燃料，它(ta)類(lei)似于(yu)大(da)部(bu)分(fen)是泥沙(sha)的(de)煤餅，沒(mei)法(fa)燃燒。鈾(you)元素(su)(su)同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)(su)的(de)豐度（一元素(su)(su)的(de)同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)(su)混(hun)合物(wu)(wu)(wu)里(li)，某同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)(su)的(de)原子數和總的(de)原子數之比）可通過工(gong)藝處理使之增大(da)，以獲得(de)該元素(su)(su)濃縮的(de)某種同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)(su)，如235U，235U與238U物(wu)(wu)(wu)理性質稍有不(bu)同(tong)(tong)，主要是相(xiang)對質量(liang)不(bu)同(tong)(tong)，這(zhe)導(dao)致它(ta)們形(xing)成的(de)化合物(wu)(wu)(wu)微粒(li)質量(liang)會有點差異。利用(yong)鈾(you)天(tian)(tian)然(ran)同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)(su)原子量(liang)不(bu)同(tong)(tong)進行分(fen)離，可使鈾(you)材料中235U對238U的(de)比值較天(tian)(tian)然(ran)鈾(you)高，從而獲得(de)裂變材料——濃縮鈾(you)。“濃縮”主指(zhi)提高某元素(su)(su)特定同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)(su)豐度的(de)同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)(su)分(fen)離過程，如由(you)天(tian)(tian)然(ran)鈾(you)生(sheng)產濃縮鈾(you)或由(you)普通水生(sheng)產重水等。

濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)同位素(su)目的(de)(de)(de)即(ji)提高(gao)(gao)235U相(xiang)(xiang)(xiang)對于238U等(deng)的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)對豐(feng)度(du)(du)（濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)），使天然235U的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)對含(han)量(liang)高(gao)(gao)于0.7%的(de)(de)(de)鈾(you)(you)，即(ji)濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)，鈾(you)(you)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)中235U的(de)(de)(de)含(han)量(liang)達到3%以(yi)上才(cai)有(you)(you)可能(neng)持續“燃(ran)(ran)燒”；濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)有(you)(you)：3%、3.5%、20%濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)等(deng)品種(zhong)。許多核(he)(he)(he)(he)反應(ying)堆和(he)核(he)(he)(he)(he)武(wu)器(qi)中所(suo)用(yong)的(de)(de)(de)鈾(you)(you)，必須對其(qi)(qi)濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)，即(ji)須提高(gao)(gao)易核(he)(he)(he)(he)裂(lie)變的(de)(de)(de)235U濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)，然后將(jiang)其(qi)(qi)制成燃(ran)(ran)料(liao)(liao)。大(da)多核(he)(he)(he)(he)電廠(chang)核(he)(he)(he)(he)反應(ying)堆用(yong)的(de)(de)(de)鈾(you)(you)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)235U濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)約(yue)在(zai)3%左右、不(bu)超過5%。核(he)(he)(he)(he)武(wu)器(qi)里的(de)(de)(de)鈾(you)(you)材料(liao)(liao)235U濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)需在(zai)90%以(yi)上；核(he)(he)(he)(he)艦船所(suo)用(yong)的(de)(de)(de)鈾(you)(you)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)為20%或更低濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)的(de)(de)(de)鈾(you)(you)。國際原子能(neng)機構(gou)界定：235U豐(feng)度(du)(du)為3%的(de)(de)(de)鈾(you)(you)材料(liao)(liao)屬核(he)(he)(he)(he)電站用(yong)低濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)（工業級(ji)核(he)(he)(he)(he)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)），常是(shi)(shi)鈾(you)(you)鹽(yan)或氧化鈾(you)(you)；豐(feng)度(du)(du)大(da)于80%的(de)(de)(de)鈾(you)(you)材料(liao)(liao)為高(gao)(gao)濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)，豐(feng)度(du)(du)大(da)于90%的(de)(de)(de)則是(shi)(shi)武(wu)器(qi)級(ji)（軍用(yong)）高(gao)(gao)濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)，主要用(yong)于制造核(he)(he)(he)(he)武(wu)器(qi)；另一(yi)種(zhong)劃分是(shi)(shi)：高(gao)(gao)濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)（豐(feng)度(du)(du)在(zai)20%以(yi)上），低濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)（2%-20%，商用(yong)濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)）、微濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)（0.9%-2%）和(he)武(wu)器(qi)級(ji)濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)（90%以(yi)上）。鈾(you)(you)濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)達到20%是(shi)(shi)一(yi)節(jie)點與難關(guan)，由此再(zai)提高(gao)(gao)鈾(you)(you)濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)度(du)(du)則是(shi)(shi)一(yi)相(xiang)(xiang)(xiang)對容易實現的(de)(de)(de)過程。

獲得鈾(you)材料需(xu)(xu)經過一(yi)系列(lie)復雜的工藝，要經過探礦(kuang)(kuang)、開(kai)礦(kuang)(kuang)、選(xuan)礦(kuang)(kuang)、浸礦(kuang)(kuang)、煉礦(kuang)(kuang)、精煉等流(liu)程，分(fen)離、濃縮是(shi)主(zhu)要和較難(nan)的流(liu)程，科技含量高。鈾(you)礦(kuang)(kuang)石經碾磨、分(fen)選(xuan)后得到的較純凈鈾(you)礦(kuang)(kuang)產(chan)品，即(ji)鈾(you)精礦(kuang)(kuang)，又(you)叫“黃餅”，主(zhu)成分(fen)是(shi)八氧(yang)化三鈾(you)和重(zhong)鈾(you)酸(suan)鈉(na)、重(zhong)鈾(you)酸(suan)銨，它是(shi)核燃料生產(chan)過程中(zhong)的一(yi)種(zhong)中(zhong)間(jian)產(chan)品。通常，獲得1千克武器級(ji)235U需(xu)(xu)要200多噸較高品位的鈾(you)礦(kuang)(kuang)石。

不論是(shi)和(he)平利用核(he)能(neng)，還是(shi)制造核(he)能(neng)武器，濃(nong)縮(suo)鈾都(dou)是(shi)必需的。至2006年(nian)(nian)11月，世(shi)界(jie)上(shang)運行或在建(jian)的470座(zuo)商業(ye)核(he)電(dian)反應堆大(da)(da)多是(shi)以濃(nong)縮(suo)鈾為(wei)燃(ran)料(liao)；到2010年(nian)(nian)，全(quan)球至少已有(you)1600噸(dun)(dun)高濃(nong)縮(suo)鈾（還有(you)500噸(dun)(dun)钚(bu)(bu)），我(wo)國是(shi)世(shi)界(jie)上(shang)第四個（美、英、蘇后(hou)）獨(du)立掌握濃(nong)縮(suo)鈾生(sheng)產技術的國家(jia)；20世(shi)紀60年(nian)(nian)代前期，我(wo)國先(xian)(xian)后(hou)建(jian)立了衡陽鈾水冶廠和(he)蘭(lan)州(zhou)氣體擴散廠，獲(huo)得了濃(nong)縮(suo)鈾（1958年(nian)(nian)5月，蘭(lan)州(zhou)始(shi)建(jian)我(wo)國首座(zuo)鈾濃(nong)縮(suo)生(sheng)產企業(ye)，它先(xian)(xian)后(hou)為(wei)我(wo)國的第一(yi)顆原子(zi)彈、第一(yi)顆氫(qing)彈、第一(yi)艘核(he)潛(qian)艇和(he)第一(yi)座(zuo)核(he)電(dian)站，提(ti)供(gong)了優(you)質核(he)燃(ran)料(liao)）。2011年(nian)(nian)，哈佛(fo)大(da)(da)學(xue)肯尼迪學(xue)院下屬貝爾(er)福爾(er)中(zhong)心的研究報告說(shuo)，中(zhong)國擁有(you)軍用級鈾16噸(dun)(dun)、钚(bu)(bu)1.8噸(dun)(dun)。

鈾濃縮技術

因涉及核武器問(wen)題，鈾濃(nong)(nong)縮(suo)技(ji)術(shu)一直是國(guo)(guo)際(ji)(ji)社會嚴禁擴散(san)的(de)(de)敏感技(ji)術(shu)，國(guo)(guo)際(ji)(ji)原(yuan)子(zi)能機構(gou)與聯合國(guo)(guo)希望能控(kong)制各國(guo)(guo)鈾濃(nong)(nong)縮(suo)活(huo)動。中國(guo)(guo)臺灣(wan)曾有核計劃(hua)。1985年(nian)起，羅馬尼(ni)亞(ya)秘密的(de)(de)從事武器級(ji)濃(nong)(nong)縮(suo)鈾提煉工作(zuo)；1991年(nian)，羅馬尼(ni)亞(ya)政府同樣將其核設備(bei)、核研究置于國(guo)(guo)際(ji)(ji)原(yuan)子(zi)能機構(gou)監管之下；2003年(nian)，美國(guo)(guo)、俄(e)羅斯將其十幾千克、濃(nong)(nong)度達80%的(de)(de)濃(nong)(nong)縮(suo)鈾運到俄(e)羅斯予以處理。利比亞(ya)違(wei)反國(guo)(guo)際(ji)(ji)承諾，秘密獲得鈾濃(nong)(nong)縮(suo)技(ji)術(shu)以發展(zhan)核武器，2003年(nian)“伊拉克戰爭”后，該國(guo)(guo)向西方妥(tuo)協(xie)將有關設備(bei)、圖(tu)紙交給了美國(guo)(guo)、英(ying)國(guo)(guo)。

除幾(ji)個核(he)大(da)國(guo)外，日本(ben)、德(de)國(guo)、印度(du)、以(yi)色列、巴基斯坦、阿(a)根廷(ting)、朝(chao)鮮(xian)（2011年(nian)1月，聯合國(guo)安(an)理(li)會“對(dui)朝(chao)制裁(cai)委員會”專家(jia)組擬訂(ding)了(le)《朝(chao)鮮(xian)鈾濃(nong)(nong)縮計(ji)劃(hua)報(bao)告》，以(yi)期(qi)(qi)防止(zhi)核(he)擴(kuo)散、核(he)競賽(sai)升(sheng)級）、伊(yi)(yi)朗(lang)（2011年(nian)6月12日，伊(yi)(yi)朗(lang)常駐國(guo)際原子能(neng)機構代(dai)表蘇丹(dan)尼耶(ye)在第二屆核(he)裁(cai)軍(jun)國(guo)際會議(yi)期(qi)(qi)間(jian)對(dui)新華社記者說，伊(yi)(yi)朗(lang)已生產出逾50公(gong)斤純度(du)為(wei)20%的(de)濃(nong)(nong)縮鈾，伊(yi)(yi)朗(lang)的(de)目標是(shi)有120公(gong)斤這種(zhong)核(he)材料）等國(guo)都掌握了(le)鈾濃(nong)(nong)縮技術。

鈾濃縮方法

提(ti)(ti)純、濃縮235U的(de)技(ji)術(shu)較復雜(za)，鈾(you)元素(su)的(de)各種同(tong)位(wei)素(su)，如同(tong)“孿(luan)生(sheng)(sheng)姐(jie)妹”，物(wu)理性質與(yu)化(hua)學(xue)性質十分(fen)相似。利用(yong)(yong)同(tong)位(wei)素(su)在物(wu)理、化(hua)學(xue)性質上的(de)微小差異，通過(guo)擴散(san)、蒸發(fa)或化(hua)學(xue)交換(huan)等(deng)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)與(yu)過(guo)程(cheng)，可使鈾(you)元素(su)同(tong)位(wei)素(su)的(de)比例發(fa)生(sheng)(sheng)變化(hua)。用(yong)(yong)同(tong)位(wei)素(su)分(fen)離(li)(li)法(fa)(fa)(fa)處理天(tian)然鈾(you)，可增(zeng)加鈾(you)235U的(de)濃度，使天(tian)然鈾(you)里235U的(de)相對含量(liang)高于(yu)0.7%，進(jin)而獲得供多種需要的(de)不同(tong)濃度的(de)鈾(you)材(cai)料。工(gong)業規模分(fen)離(li)(li)鈾(you)同(tong)位(wei)素(su)的(de)技(ji)術(shu)（適用(yong)(yong)于(yu)提(ti)(ti)高U-235濃度）有(you)氣體(ti)擴散(san)法(fa)(fa)(fa)、氣體(ti)離(li)(li)心法(fa)(fa)(fa)、離(li)(li)子交換(huan)法(fa)(fa)(fa)以及蒸餾法(fa)(fa)(fa)、電解法(fa)(fa)(fa)、電流法(fa)(fa)(fa)、液(ye)體(ti)熱擴散(san)法(fa)(fa)(fa)、電磁(ci)分(fen)離(li)(li)法(fa)(fa)(fa)和激(ji)光分(fen)離(li)(li)法(fa)(fa)(fa)等(deng)。這些濃縮方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)，工(gong)藝過(guo)程(cheng)都(dou)復雜(za)，投資大、耗能高、且產(chan)(chan)量(liang)低，即生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)鈾(you)燃料成(cheng)本較大。

氣體擴散法

這(zhe)是(shi)最早、最成熟(shu)的(de)(de)濃(nong)(nong)縮(suo)方法(fa)，也是(shi)商業開發的(de)(de)第一(yi)種(zhong)濃(nong)(nong)縮(suo)方法(fa)，它據分(fen)子(zi)滲(shen)透、擴散原理，利用不(bu)(bu)(bu)同(tong)質量(liang)(liang)(liang)鈾同(tong)位(wei)素(su)轉化為(wei)氣(qi)(qi)態(tai)時(shi)運動速率(lv)的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)同(tong)而進行分(fen)離。UF6是(shi)一(yi)種(zhong)劇(ju)毒、腐(fu)蝕性強和有放射(she)性的(de)(de)白(bai)色晶(jing)體(ti)，加熱后升(sheng)華為(wei)氣(qi)(qi)體(ti)。由于238U、235U的(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)數不(bu)(bu)(bu)同(tong)，所以UF6氣(qi)(qi)體(ti)中二者的(de)(de)分(fen)子(zi)質量(liang)(liang)(liang)也不(bu)(bu)(bu)同(tong)，UF6里235U的(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)數是(shi)349、238U的(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)數是(shi)352。當(dang)高壓UF6混合氣(qi)(qi)體(ti)（鈾同(tong)位(wei)素(su)的(de)(de)混合氣(qi)(qi)體(ti)）透過級(ji)聯安裝的(de)(de)多(duo)孔薄(bo)膜時(shi)，UF6中U-235輕(qing)分(fen)子(zi)氣(qi)(qi)體(ti)會比UF6中238U重分(fen)子(zi)的(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)更快地通過多(duo)孔膜。通過膜管的(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)立即被泵送(song)到下(xia)一(yi)級(ji)，留(liu)在(zai)膜管中的(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)則返回(hui)到較低級(ji)再(zai)循環。在(zai)每一(yi)個(ge)氣(qi)(qi)體(ti)擴散級(ji)中235U與238U濃(nong)(nong)度比僅略有增加，如此(ci)分(fen)離、濃(nong)(nong)縮(suo)到工業級(ji)235U濃(nong)(nong)度則需1000級(ji)以上。

該技術的(de)(de)(de)核心(xin)是多孔擴散(san)分(fen)離(li)膜(mo)(mo)（蘇聯(lian)曾叫(jiao)它是“社會(hui)主義陣營安全的(de)(de)(de)心(xin)臟”），我國于1964年(nian)研制出優(you)質的(de)(de)(de)分(fen)離(li)膜(mo)(mo)元件（時稱甲種分(fen)離(li)膜(mo)(mo)，該技術獲1984年(nian)國家發明(ming)一(yi)等獎）。分(fen)離(li)膜(mo)(mo)是每(mei)平方分(fen)米有數百萬個超微(wei)細孔的(de)(de)(de)多孔薄金(jin)屬(shu)板或薄膜(mo)(mo)，將這些薄膜(mo)(mo)（板）卷成管(guan)子(zi)并裝(zhuang)(zhuang)在密(mi)封的(de)(de)(de)擴散(san)器里，當UF6氣體(ti)(ti)加壓送(song)到由(you)這些管(guan)子(zi)組成的(de)(de)(de)級(ji)聯(lian)裝(zhuang)(zhuang)置中，混(hun)合(he)氣體(ti)(ti)便會(hui)逐漸被分(fen)離(li)，含235U多的(de)(de)(de)濃(nong)縮UF6氣體(ti)(ti)沿著級(ji)聯(lian)裝(zhuang)(zhuang)置向前(qian)流動(dong)(dong)，含238U多的(de)(de)(de)稀(xi)薄UF6氣體(ti)(ti)則(ze)因流動(dong)(dong)滯后而落下、分(fen)流了(le)。該方法(fa)擴散(san)、濃(nong)縮過(guo)程需要幾千個連續的(de)(de)(de)級(ji)聯(lian)裝(zhuang)(zhuang)置，連續擴散(san)可將UF6混(hun)合(he)氣體(ti)(ti)里含238U的(de)(de)(de)分(fen)子(zi)與含235U的(de)(de)(de)分(fen)子(zi)分(fen)離(li)，再用化(hua)學方法(fa)處理已濃(nong)縮的(de)(de)(de)UF6-235U氣體(ti)(ti)分(fen)子(zi)，進(jin)而獲得235U。這種方法(fa)鈾濃(nong)縮的(de)(de)(de)效(xiao)率不高、能耗大(da)。

氣體離心法

1919年，德國科(ke)學家G．瑞皮(pi)完成了氣體離(li)(li)心(xin)機的(de)基本(ben)設計。鈾濃縮離(li)(li)心(xin)機概念和應用(yong)則是20世紀30-40年代(dai)由美(mei)囯弗吉尼亞大學的(de)高速離(li)(li)心(xin)機專家J．W．伯莫斯提出(chu)的(de)。1934年，伯莫斯成功地分離(li)(li)了兩(liang)種(zhong)氯同位(wei)素；1941年，他和同事(shi)利用(yong)離(li)(li)心(xin)機首次成功地分離(li)(li)了鈾同位(wei)素。分離(li)(li)共設計了3種(zhong)離(li)(li)心(xin)機，其工(gong)作(zuo)曾引(yin)起美(mei)國當時(shi)正實施的(de)“曼哈(ha)頓計劃(hua)”（研制原子彈的(de)計劃(hua)）領導人的(de)注意，但美(mei)國最終選擇了氣體擴(kuo)散法(fa)。

氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)離(li)心法(fa)(fa)也適(shi)用于處(chu)理鈾(you)的混合液(ye)體(ti)(ti)(ti)或(huo)鈾(you)蒸汽，它(ta)使(shi)(shi)用獨特設(she)計的離(li)心機使(shi)(shi)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)或(huo)液(ye)體(ti)(ti)(ti)能不間斷地在各(ge)個(ge)離(li)心機中流動(dong)，可連續運轉(zhuan)加工(gong)鈾(you)氣(qi)(qi)流或(huo)鈾(you)液(ye)體(ti)(ti)(ti)流。當前，濃(nong)(nong)縮(suo)鈾(you)常用這(zhe)種機械式分離(li)法(fa)(fa)。此法(fa)(fa)中，真空高速(su)離(li)心機是關鍵設(she)備，國際(ji)上(shang)常把(ba)有(you)無該(gai)設(she)備作為判斷一個(ge)國家是否(fou)進行(xing)核武(wu)器(qi)研究的標志。與氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)擴散法(fa)(fa)相比，氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)離(li)心法(fa)(fa)工(gong)效(xiao)較高、所需電能大(da)幅減少，所以該(gai)法(fa)(fa)已被(bei)大(da)多的濃(nong)(nong)縮(suo)鈾(you)工(gong)廠(chang)采用。

將(jiang)高壓(ya)UF6氣(qi)(qi)(qi)體(ti)注入(ru)高速(su)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)封閉式(shi)離心(xin)機里(li)，由于質量存在差(cha)異，長時間旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)依靠慣性離心(xin)力，較(jiao)輕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)UF6中235U分(fen)(fen)子大多集中在容(rong)器(qi)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)軸處(chu)，較(jiao)重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)UF6-238U分(fen)(fen)子則(ze)大多結集在邊緣。若沿軸向(xiang)從外(wai)部導(dao)入(ru)氣(qi)(qi)(qi)流，并使轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)軸處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)這股(gu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)向(xiang)上流動(dong)，邊緣處(chu)外(wai)部導(dao)入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)向(xiang)下(xia)流動(dong)。如(ru)此，離心(xin)機下(xia)方(fang)收(shou)集的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是較(jiao)重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)UF6-238U氣(qi)(qi)(qi)體(ti)，上方(fang)則(ze)是需要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)、較(jiao)輕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)UF6-235U氣(qi)(qi)(qi)體(ti)。在近軸處(chu)富集的(de)(de)(de)(de)(de)(de)UF6-235U氣(qi)(qi)(qi)體(ti)被導(dao)出(chu)，再輸送到下(xia)一臺離心(xin)機繼續(xu)分(fen)(fen)離——逐漸累積(ji)、純(chun)化、濃(nong)縮(suo)(suo)。隨著較(jiao)輕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)UF6-235U氣(qi)(qi)(qi)體(ti)穿過一系列高速(su)離心(xin)機，其235U同位素(su)分(fen)(fen)子富集度(du)會(hui)越(yue)來越(yue)大。最后，利用化學法(fa)處(chu)理已收(shou)集的(de)(de)(de)(de)(de)(de)、較(jiao)輕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)UF6-235U氣(qi)(qi)(qi)體(ti)，就可獲(huo)得工業或軍用級(ji)濃(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)。

通(tong)常，氣(qi)體(ti)離心機(ji)(ji)廠(chang)需要幾千臺高速真空離心機(ji)(ji)連續、長期(qi)地(di)工作才能(neng)得到武器級濃(nong)縮鈾等（2010年下(xia)半年，因外界攻擊，伊朗納(na)坦茲鈾濃(nong)縮工廠(chang)至少有1/5的(de)離心機(ji)(ji)因感染(ran)“震(zhen)網”病毒(du)被迫關閉；2011年2月末，國際原子能(neng)機(ji)(ji)構的(de)報告說，該廠(chang)現有低(di)純度濃(nong)縮鈾約3600公斤）。

其他幾種方法

（1）激光分離法

氣(qi)體離(li)心法(fa)(fa)濃(nong)縮成本較(jiao)高(gao)(gao)、效率也不(bu)(bu)理想，先進的(de)(de)(de)濃(nong)縮法(fa)(fa)是激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)分離(li)法(fa)(fa)。利用激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)濃(nong)縮鈾，能(neng)降低(di)生產(chan)成本。其(qi)原(yuan)(yuan)理基于激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)有較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)單(dan)色性(xing)和(he)原(yuan)(yuan)子(zi)核的(de)(de)(de)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)光(guang)(guang)譜位(wei)(wei)(wei)移等。各(ge)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)原(yuan)(yuan)子(zi)核的(de)(de)(de)中子(zi)數不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)，它們的(de)(de)(de)能(neng)級會(hui)發(fa)生同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)位(wei)(wei)(wei)移，發(fa)出的(de)(de)(de)輻波(bo)(bo)長會(hui)有小差異。激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)單(dan)色性(xing)好(hao)，這樣能(neng)做到用和(he)某(mou)(mou)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)原(yuan)(yuan)子(zi)核的(de)(de)(de)輻射波(bo)(bo)長相同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)去激(ji)(ji)(ji)(ji)發(fa)其(qi)中的(de)(de)(de)某(mou)(mou)種(zhong)原(yuan)(yuan)子(zi)，而不(bu)(bu)會(hui)把(ba)其(qi)他同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)原(yuan)(yuan)子(zi)一起(qi)激(ji)(ji)(ji)(ji)發(fa)，即(ji)用激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)可單(dan)獨地把(ba)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)原(yuan)(yuan)子(zi)團中的(de)(de)(de)某(mou)(mou)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)原(yuan)(yuan)子(zi)先電離(li)；再用電場(chang)將電離(li)的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)子(zi)從同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)混合物中單(dan)獨分離(li)出來(lai)，將這些原(yuan)(yuan)子(zi)激(ji)(ji)(ji)(ji)發(fa)到高(gao)(gao)能(neng)級；最后(hou)(hou)利用高(gao)(gao)能(neng)級的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)子(zi)和(he)基態的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)子(zi)參加化學反(fan)應的(de)(de)(de)活力不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)，通過化學反(fan)應法(fa)(fa)便可把(ba)它分離(li)，聚集后(hou)(hou)就(jiu)獲得(de)了所需的(de)(de)(de)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)原(yuan)(yuan)子(zi)。

激(ji)(ji)光(guang)分離法(fa)(fa)(fa)濃縮235U，比其他方法(fa)(fa)(fa)優越，設備可(ke)大(da)大(da)簡化(hua)，成本可(ke)大(da)幅降低(di)。據估計(ji)，該法(fa)(fa)(fa)生(sheng)產(chan)投(tou)資約是氣體(ti)擴散法(fa)(fa)(fa)的(de)(de)1/2，生(sheng)產(chan)過程耗能(neng)只有(you)氣體(ti)擴散法(fa)(fa)(fa)的(de)(de)1/10左右。所以，多(duo)個國(guo)家(jia)已(yi)重視開發這(zhe)種(zhong)鈾燃料生(sheng)產(chan)技術。1977年美(mei)國(guo)開始研究(jiu)用(yong)(yong)激(ji)(ji)光(guang)提純濃縮鈾，并證實(shi)此法(fa)(fa)(fa)的(de)(de)可(ke)行(xing)性等；1982年美(mei)國(guo)能(neng)源部確定(ding)，今后美(mei)國(guo)使用(yong)(yong)激(ji)(ji)光(guang)分離法(fa)(fa)(fa)生(sheng)產(chan)鈾燃料。此法(fa)(fa)(fa)利用(yong)(yong)238U、235U形成的(de)(de)化(hua)合(he)物(wu)化(hua)學鍵的(de)(de)鍵能(neng)不同，利用(yong)(yong)激(ji)(ji)光(guang)單一(yi)頻率(lv)的(de)(de)性質可(ke)有(you)選(xuan)擇(ze)的(de)(de)使一(yi)種(zhong)鈾化(hua)合(he)物(wu)的(de)(de)化(hua)學鍵斷裂達到分離效果(guo)。

激光分離技(ji)術(shu)現有(you)激光原子法和激分子法：

原(yuan)子(zi)(zi)法(fa)濃縮用(yong)(yong)的(de)原(yuan)料是提(ti)煉(lian)鈾(you)(you)(you)礦后的(de)鈾(you)(you)(you)塊，再(zai)把鈾(you)(you)(you)塊加熱到高溫，形成(cheng)鈾(you)(you)(you)原(yuan)子(zi)(zi)蒸氣，鈾(you)(you)(you)蒸氣里(li)含有234U、235U、238U原(yuan)子(zi)(zi)。然(ran)后用(yong)(yong)可見光(guang)波(bo)段的(de)激(ji)光(guang)（如用(yong)(yong)銅蒸氣激(ji)光(guang)泵浦的(de)染料激(ji)光(guang)器）照(zhao)射(she)鈾(you)(you)(you)原(yuan)子(zi)(zi)蒸氣，調諧(xie)激(ji)光(guang)器的(de)輸出波(bo)長(chang)，讓(rang)它落在235U的(de)原(yuan)子(zi)(zi)吸收譜線中心(xin)，使235U原(yuan)子(zi)(zi)電(dian)(dian)離，但(dan)不(bu)激(ji)發或(huo)電(dian)(dian)離238U原(yuan)子(zi)(zi)等。然(ran)后，利用(yong)(yong)電(dian)(dian)場對通過收集板的(de)235U原(yuan)子(zi)(zi)掃描、分離，如此235U原(yuan)子(zi)(zi)就從鈾(you)(you)(you)同位素混合氣體里(li)中分出來了。這種技術較成(cheng)熟，已處(chu)于生(sheng)產應用(yong)(yong)階段。

分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)法(fa)濃縮法(fa)則依(yi)靠鈾同(tong)位素吸(xi)收(shou)光(guang)(guang)譜上存(cun)在差異，它(ta)用(yong)的(de)(de)(de)原(yuan)料是鈾的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)化(hua)(hua)合(he)物（如UF6），先用(yong)中紅外波(bo)段(duan)的(de)(de)(de)激光(guang)(guang)（如波(bo)長(chang)16微(wei)米的(de)(de)(de)激光(guang)(guang)）照射UF6混(hun)合(he)氣體分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)，激光(guang)(guang)波(bo)長(chang)正好是讓235U化(hua)(hua)合(he)物分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)電離，235U分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)吸(xi)收(shou)了這(zhe)些光(guang)(guang)子(zi)(zi)(zi)，能(neng)態會提高(gao)；再用(yong)紫外線激光(guang)(guang)器分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)解UF6混(hun)合(he)氣體分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)，便可從中分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離出235U，最后(hou)讓含235U化(hua)(hua)合(he)物通過分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)解反(fan)應(ying)，就可得到(dao)(dao)235U。理論(lun)上它(ta)能(neng)生產(chan)出很純的(de)(de)(de)235U等，但此法(fa)還未達到(dao)(dao)生產(chan)階(jie)段(duan)；從發(fa)展潛力看，分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)法(fa)則比原(yuan)子(zi)(zi)(zi)法(fa)優越(yue)。分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)法(fa)濃縮用(yong)的(de)(de)(de)原(yuan)料是鈾的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)化(hua)(hua)合(he)物，原(yuan)料來(lai)源較(jiao)(jiao)豐富，且分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離過程(cheng)不需(xu)加(jia)熱；原(yuan)子(zi)(zi)(zi)法(fa)濃縮則需(xu)加(jia)熱到(dao)(dao)2000多℃，高(gao)溫鈾蒸氣有很強的(de)(de)(de)腐蝕性。相(xiang)對(dui)而言，分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)激光(guang)(guang)法(fa)生產(chan)設備(bei)較(jiao)(jiao)簡(jian)單，成本較(jiao)(jiao)低。

分子(zi)(zi)激光(guang)(guang)法(fa)只能用于濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)UF6，不適于純化、濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)金屬钚(bu)（制造(zao)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)彈(dan)等更好的(de)(de)核材料）的(de)(de)化合物；原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)激光(guang)(guang)法(fa)既(ji)能濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)金屬鈾，也能濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)金屬钚(bu)。可見，分子(zi)(zi)激光(guang)(guang)法(fa)比(bi)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)激光(guang)(guang)法(fa)在防核擴散方面會有利一(yi)些。

（2）氣體動力學法

該技(ji)術將UF6氣(qi)體(ti)與氫或氦的(de)混(hun)合(he)(he)氣(qi)體(ti)經過壓縮(suo)高速通過一(yi)個噴嘴，然后(hou)穿過一(yi)個特定的(de)曲面，這樣便(bian)可獲(huo)得(de)從鈾(you)的(de)混(hun)合(he)(he)氣(qi)體(ti)中分(fen)離(li)235U同位素(su)的(de)離(li)心力。氣(qi)體(ti)動力學(xue)分(fen)離(li)法為實現濃縮(suo)純度所需的(de)級聯(lian)比氣(qi)體(ti)擴散(san)法少，但它需大量的(de)電(dian)能(neng)。UF6與氫的(de)混(hun)合(he)(he)氣(qi)體(ti)在離(li)心機(ji)中的(de)渦流(liu)板(ban)上(shang)高速離(li)心旋轉后(hou)，UF6氣(qi)體(ti)濃縮(suo)流(liu)和UF6氣(qi)體(ti)貧化流(liu)分(fen)別由兩條管道(dao)流(liu)出；處理收集(ji)的(de)已經多次分(fen)離(li)的(de)UF6氣(qi)體(ti)濃縮(suo)流(liu)，最后(hou)可得(de)到(dao)濃縮(suo)鈾(you)。

（3）電磁分離法

鈾同(tong)位素電(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)分離(li)濃(nong)縮技術，基于(yu)(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)離(li)的原子(zi)在(zai)磁(ci)(ci)場(chang)作圓周運(yun)動(dong)時，質量(liang)不同(tong)的離(li)子(zi)因旋(xuan)轉半徑不同(tong)而被分離(li)。它是(shi)使鈾同(tong)位素原子(zi)離(li)子(zi)同(tong)時穿過(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)體的磁(ci)(ci)場(chang)，由(you)于(yu)(yu)235U圓周運(yun)動(dong)半徑與(yu)235U不同(tong)而被分離(li)。這是(shi)20世紀(ji)40年代(dai)初使用的技術，伊拉克20世紀(ji)80年代(dai)的實(shi)驗研(yan)究表明，該技術與(yu)當代(dai)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)學結合(he)能生產(chan)武器級鈾材料。

（4）離子交換法

鈾(you)(you)的(de)(de)幾種同(tong)位素在(zai)(zai)質(zhi)量上的(de)(de)微小(xiao)差異，能引起化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)反(fan)應平衡的(de)(de)小(xiao)的(de)(de)變化(hua)(hua)，這(zhe)可用(yong)(yong)(yong)來作同(tong)位素分離(li)的(de)(de)基(ji)礎。該(gai)方法(fa)有兩(liang)(liang)種工藝過程：液(ye)—液(ye)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)交換(huan)過程和固—液(ye)離(li)子(zi)(zi)交換(huan)過程，后(hou)者須用(yong)(yong)(yong)直徑(jing)大于1米離(li)子(zi)(zi)交換(huan)柱(zhu)，這(zhe)是(shi)一耐(nai)(nai)腐蝕、耐(nai)(nai)高壓(ya)的(de)(de)圓筒狀柱(zhu)。1964年(nian)10月，我(wo)國爆炸的(de)(de)第一顆原子(zi)(zi)彈就(jiu)是(shi)用(yong)(yong)(yong)此法(fa)濃(nong)(nong)縮(suo)的(de)(de)235U制造而成的(de)(de)。當(dang)時(shi)，以放(fang)射(she)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)家(jia)楊承宗（1951年(nian)6月，他(ta)獲得巴黎(li)大學(xue)(xue)(xue)理學(xue)(xue)(xue)院博(bo)(bo)士學(xue)(xue)(xue)位，其答(da)辯(bian)通(tong)過的(de)(de)博(bo)(bo)士論文就(jiu)是(shi)《離(li)子(zi)(zi)交換(huan)法(fa)分離(li)放(fang)射(she)性元(yuan)素的(de)(de)研究》）為首(shou)的(de)(de)我(wo)國科研人員(yuan)，在(zai)(zai)通(tong)州“五所”（鈾(you)(you)濃(nong)(nong)縮(suo)研究所）利用(yong)(yong)(yong)離(li)子(zi)(zi)交換(huan)法(fa)純(chun)(chun)化(hua)(hua)處理了上百(bai)噸(dun)各種土法(fa)冶(ye)煉生(sheng)產的(de)(de)重鈾(you)(you)酸銨。經過兩(liang)(liang)年(nian)多的(de)(de)奮戰，他(ta)們生(sheng)產出了2.5噸(dun)符(fu)合原子(zi)(zi)彈原料(liao)要(yao)求的(de)(de)純(chun)(chun)鈾(you)(you)化(hua)(hua)合物，提(ti)(ti)前3個月為我(wo)國成功試爆原子(zi)(zi)彈提(ti)(ti)供(gong)了核心(xin)物質(zhi)。

鈾的用途

1942年前鈾主(zhu)要用作玻璃和陶瓷(ci)的(de)著色劑，用量很少。隨(sui)著235U鏈式(shi)核裂變反應的(de)被發現(xian)，核裂變釋(shi)放的(de)巨大能量 （1kg235U釋(shi)放的(de)裂變能相當(dang)于1800tTNT炸藥）引(yin)起人們的(de)注意，首先用于制造(zao)原子彈、氫彈。

鈾核反應堆

從50年(nian)代后期開始(shi)，鈾被越來越多地用作核發(fa)電的(de)核燃料。1kg235U核完全裂變所釋放的(de)能(neng)量相當于燃燒2700t優(you)質煤(mei)所放出的(de)能(neng)量。

此外，鈾核反應堆(dui)也(ye)可用(yong)(yong)作(zuo)輻照源，用(yong)(yong)于(yu)農(nong)業(ye)輻照育種(zhong)、食品工(gong)業(ye)食品保鮮和滅菌，也(ye)可用(yong)(yong)于(yu)生(sheng)產人(ren)造元素。在醫藥(yao)方面用(yong)(yong)于(yu)放(fang)射治(zhi)療、放(fang)射免(mian)疫藥(yao)盒(he)、造影診斷等(deng)，在工(gong)業(ye)和地(di)質等(deng)方面用(yong)(yong)于(yu)工(gong)業(ye)探(tan)傷、自(zi)動(dong)控制、地(di)質勘探(tan)和文物考古等(deng)。

科學研究及工(gong)業實踐證明，鈾(you)(you)是(shi)惟一(yi)(yi)(yi)的一(yi)(yi)(yi)次天(tian)然核(he)(he)(he)燃料，核(he)(he)(he)能(neng)工(gong)業必須依(yi)靠鈾(you)(you)。由于核(he)(he)(he)能(neng)工(gong)業具有和平和軍事應用(yong)(yong)兩種目的，因此鈾(you)(you)便成為一(yi)(yi)(yi)種特殊商品金屬，其(qi)生(sheng)產(chan)受到政治、社會和經濟(ji)多種因素的影響。20世紀40～50年(nian)(nian)(nian)(nian)代，鈾(you)(you)主要用(yong)(yong)于核(he)(he)(he)武器，50年(nian)(nian)(nian)(nian)代以(yi)后主要用(yong)(yong)于核(he)(he)(he)發電(dian)。世界鈾(you)(you)的產(chan)量長期(qi)(qi)供過于需，有大(da)量庫存(cun)。國際市場每公斤(jin)U3O8的價格(ge)從1978年(nian)(nian)(nian)(nian)初的97美(mei)元(yuan)降至1990年(nian)(nian)(nian)(nian)的19.84美(mei)元(yuan)。西方國家鈾(you)(you)年(nian)(nian)(nian)(nian)產(chan)量亦由1980年(nian)(nian)(nian)(nian)的43960t降至1985年(nian)(nian)(nian)(nian)的35278t。但在這段時期(qi)(qi)內(nei)，核(he)(he)(he)電(dian)站發展(zhan)迅速，1980年(nian)(nian)(nian)(nian)裝(zhuang)機(ji)總容量為1.35億(yi)kW，1989年(nian)(nian)(nian)(nian)增至3.18億(yi)kW。1985年(nian)(nian)(nian)(nian)鈾(you)(you)的年(nian)(nian)(nian)(nian)產(chan)量低于核(he)(he)(he)發電(dian)的需要量。

原子彈

把常規炸(zha)(zha)藥有(you)(you)(you)規律地安放在鈾(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)周圍，然后使用電(dian)子雷管使這些(xie)炸(zha)(zha)藥精確的(de)(de)(de)(de)(de)(de)同時爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)，產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)巨大壓力將鈾(you)(you)壓到(dao)一(yi)(yi)(yi)起，并被(bei)壓縮，達(da)到(dao)臨(lin)(lin)(lin)界條件，發(fa)生(sheng)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)。或(huo)者(zhe)將兩塊(kuai)(kuai)總質(zhi)(zhi)量(liang)超過(guo)臨(lin)(lin)(lin)界質(zhi)(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈾(you)(you)塊(kuai)(kuai)合(he)(he)到(dao)一(yi)(yi)(yi)起，也(ye)會發(fa)生(sheng)猛烈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)。臨(lin)(lin)(lin)界質(zhi)(zhi)量(liang)是指(zhi)維(wei)持核(he)子連(lian)鎖(suo)(suo)反應所(suo)需的(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)(lie)變(bian)材料質(zhi)(zhi)量(liang)。不同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)裂(lie)(lie)變(bian)材料，受核(he)子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)質(zhi)(zhi)（如裂(lie)(lie)變(bian)橫切(qie)面(mian)）、物理性(xing)質(zhi)(zhi)、物料形狀、純度、是否被(bei)中(zhong)(zhong)子反射物料包圍、是否有(you)(you)(you)中(zhong)(zhong)子吸收物料等等因素影響，而(er)會有(you)(you)(you)不同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)臨(lin)(lin)(lin)界質(zhi)(zhi)量(liang)。剛好(hao)可(ke)能以(yi)(yi)產(chan)生(sheng)連(lian)鎖(suo)(suo)反應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)合(he)(he)，稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)已達(da)臨(lin)(lin)(lin)界點(dian)。比這樣更多(duo)質(zhi)(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)合(he)(he)，核(he)反應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)率會以(yi)(yi)指(zhi)數增長，稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)超臨(lin)(lin)(lin)界。如果組(zu)合(he)(he)能夠(gou)在沒有(you)(you)(you)延遲(chi)放出(chu)中(zhong)(zhong)子之下(xia)進行連(lian)鎖(suo)(suo)反應，這種臨(lin)(lin)(lin)界被(bei)稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)即(ji)發(fa)臨(lin)(lin)(lin)界，是超臨(lin)(lin)(lin)界的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)種。即(ji)發(fa)臨(lin)(lin)(lin)界組(zu)合(he)(he)會產(chan)生(sheng)核(he)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)。如果組(zu)合(he)(he)比臨(lin)(lin)(lin)界點(dian)小，裂(lie)(lie)變(bian)會隨時間減少(shao)，稱(cheng)之為(wei)(wei)(wei)次臨(lin)(lin)(lin)界。核(he)子武(wu)器在引爆(bao)(bao)以(yi)(yi)前(qian)必須維(wei)持在次臨(lin)(lin)(lin)界。以(yi)(yi)鈾(you)(you)核(he)彈(dan)為(wei)(wei)(wei)例，可(ke)以(yi)(yi)把鈾(you)(you)分成數大塊(kuai)(kuai)，每塊(kuai)(kuai)質(zhi)(zhi)量(liang)維(wei)持在臨(lin)(lin)(lin)界以(yi)(yi)下(xia)。引爆(bao)(bao)時把鈾(you)(you)塊(kuai)(kuai)迅(xun)速(su)結合(he)(he)。投擲在廣(guang)島的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“小男孩”原子彈(dan)是把一(yi)(yi)(yi)小塊(kuai)(kuai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈾(you)(you)透(tou)過(guo)槍管射向另一(yi)(yi)(yi)大塊(kuai)(kuai)鈾(you)(you)上，造成足(zu)夠(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)。這種設計(ji)稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)“槍式”。

銷售信息

2023年11月21日，由(you)于(yu)對(dui)核能的需求復蘇和供應中斷，鈾的價格15年來首次突(tu)破80美(mei)元(yuan)/磅(bang)。紐(niu)商所追蹤(zong)實物市場鈾原料黃餅(bing)（yellowcake）合約(yue)的期貨(huo)當天觸及80.25美(mei)元(yuan)/磅(bang)。