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鈾(you)(Uranium)是原子序數為92的元(yuan)(yuan)素(su)，其元(yuan)(yuan)素(su)符號是U，是自然界(jie)中能夠(gou)找到的最重原生元(yuan)(yuan)素(su)。在自然界(jie)中存在三種同位素(su)，均帶有放(fang)射性，擁有非常長(chang)的半衰期（數十(shi)萬(wan)年~45億(yi)年）。此(ci)外還有12種人工(gong)同位素(su)(226U~240U)。鈾(you)在1789年由馬丁(ding)·海因里希·克拉(la)普(pu)羅特（Martin Heinrich Klaproth）發現。鈾(you)化(hua)合物早期用于瓷器的著(zhu)色，在核裂變現象被發現后用作為核燃料(liao)。

2023年(nian)4月，日本與韓(han)國科(ke)學(xue)家發現(xian)了(le)一種以前未知的(de)鈾同位素——鈾-241。11月21日，鈾的(de)價格15年(nian)來首次(ci)突破80美元/磅。

簡介

自然(ran)產(chan)生的(de)(de)最重的(de)(de)金(jin)屬。呈銀白色，具有硬度(du)強、密度(du)高、可(ke)延展、有放射性(xing)等特(te)征。一般在鈾(you)(you)與氧(yang)、氧(yang)化物或硅酸鹽(yan)的(de)(de)結合中發(fa)(fa)(fa)現(xian)鈾(you)(you)。鈾(you)(you)原(yuan)子能發(fa)(fa)(fa)生裂變(bian)反(fan)應(ying)(ying)(ying)，釋放大量(liang)能量(liang)從而可(ke)以應(ying)(ying)(ying)用于(yu)發(fa)(fa)(fa)電(dian)，核武器制(zhi)造等領域。第二次世(shi)界大戰(zhan)中盟(meng)軍的(de)(de)核武器計(ji)劃(hua)引發(fa)(fa)(fa)對鈾(you)(you)的(de)(de)需求，鈾(you)(you)的(de)(de)生產(chan)應(ying)(ying)(ying)運而生。到20世(shi)紀70年代(dai)，鈾(you)(you)的(de)(de)生產(chan)工業已穩(wen)固地建立起來。

化學性質

鈾是(shi)Ⅲb族錒(a)系放射性化(hua)學元(yuan)素，符號(hao)U，原(yuan)(yuan)子序數92，相對(dui)原(yuan)(yuan)子質量(liang)238.03，是(shi)原(yuan)(yuan)子序數和相對(dui)原(yuan)(yuan)子質量(liang)最(zui)大的(de)天然元(yuan)素。鈾在(zai)常溫下是(shi)銀白色(se)的(de)致密(mi)金屬，鈾的(de)新切面呈發亮(liang)的(de)鋼灰色(se)，但在(zai)室溫空氣(qi)中逐漸生成黑色(se)氧化(hua)膜。

鈾原(yuan)子的外(wai)電(dian)子層構型為[Rn]5f36d17s2，5f36d17s2殼層為價(jia)電(dian)子。鈾有+3、+4、+5、+6四種(zhong)價(jia)態，以+4和+6價(jia)態為主。

鈾是正電性很強(qiang)的(de)(de)活(huo)潑(po)元(yuan)素(su)，與幾乎所(suo)有非金(jin)(jin)屬元(yuan)素(su)（惰(duo)性氣體除外）反(fan)(fan)應(ying)(ying)生成化合物(wu)(wu)，常以U3+、U4+、UO2+和(he)UO22+離(li)子(zi)形式存在(zai)。鈾與氫在(zai)523K時發生可逆反(fan)(fan)應(ying)(ying)，生成UH3。鈾-氧系(xi)比較復雜，在(zai)UO2～UO3間(jian)存在(zai)多種相，重要(yao)的(de)(de)氧化物(wu)(wu)有UO2、U3O8和(he)UO3。其中(zhong)UO2是當(dang)前應(ying)(ying)用最廣泛的(de)(de)核(he)燃料(liao)。鈾與鹵素(su)生成核(he)燃料(liao)制備工藝(yi)中(zhong)重要(yao)的(de)(de)化合物(wu)(wu)。如UF4是生產(chan)金(jin)(jin)屬鈾和(he)UF6的(de)(de)中(zhong)間(jian)產(chan)物(wu)(wu)。UF6的(de)(de)三相點(dian)為337K，是氣態鈾同位素(su)分(fen)離(li)的(de)(de)原(yuan)料(liao)。碳化鈾、氮化鈾和(he)硅化鈾都是性能優越的(de)(de)被認(ren)為有希望(wang)的(de)(de)核(he)燃料(liao)。

金(jin)屬鈾在空氣中會變暗，可(ke)為(wei)蒸汽和(he)酸(suan)腐蝕，但耐堿腐蝕。其(qi)原子半徑為(wei)138.5pm；U3+、U4+、U5+、U6+的離子半徑分別為(wei)103、97、89及(ji)80pm。鈾的電負性(xing)據(ju)鮑林（Pauling）測定為(wei)1.38；阿爾勒德（Allred）和(he)羅切夫（Rochow）測定為(wei)1.22。

鈾能(neng)(neng)與(yu)大多數非金屬(shu)元素及其化合物發生反(fan)應(ying)(ying)，反(fan)應(ying)(ying)的(de)溫(wen)度(du)(du)和反(fan)應(ying)(ying)速度(du)(du)隨鈾的(de)粒度(du)(du)而異(yi)。鈾在(zai)(zai)室溫(wen)的(de)空氣或(huo)氧氣中能(neng)(neng)自燃，細粒鈾在(zai)(zai)水(shui)中亦(yi)能(neng)(neng)自燃。在(zai)(zai)一(yi)定條件(jian)下，鈾氧化放出(chu)的(de)能(neng)(neng)量可(ke)(ke)引起爆(bao)炸。鈾粉塵的(de)爆(bao)炸濃(nong)度(du)(du)下限為(wei)55mg/dm3。鈾能(neng)(neng)與(yu)許多金屬(shu)反(fan)應(ying)(ying)生成金屬(shu)間化合物。鈾可(ke)(ke)與(yu)鈮、鉿(jia)、鋯、鉬及鈦生成固溶體。

鈾(you)(you)及其化合(he)物(wu)(wu)均有較大的(de)化學毒性，空氣中可(ke)溶(rong)性鈾(you)(you)化合(he)物(wu)(wu)的(de)允(yun)許濃(nong)度為0.05mg/m3，不溶(rong)性鈾(you)(you)化合(he)物(wu)(wu)的(de)允(yun)許濃(nong)度為0.25mg/m3，人體(ti)對天然鈾(you)(you)的(de)放(fang)射性允(yun)許劑量，可(ke)溶(rong)性鈾(you)(you)化合(he)物(wu)(wu)是7400Bq，不溶(rong)性鈾(you)(you)化合(he)物(wu)(wu)是333Bq。

物理性質

鈾是放射性金(jin)屬(shu)元素，可作為(wei)核反應的燃料。鈾是銀白色(se)金(jin)屬(shu)，幾(ji)乎與鋼一樣硬，密度(du)(du)高（相對(dui)密度(du)(du)約18.95），熔點1135℃，沸點4134℃。在核能量發展之前，它被用作制(zhi)造黃色(se)玻璃。鈾是自然界存在的原子序(xu)數最(zui)高的元素。1841年E.佩利（1811-1890）離析出(chu)金(jin)屬(shu)鈾，雖然在此之前鈾已(yi)在瀝青(qing)鈾礦(kuang)(kuang)中(zhong)被認知。它也(ye)藏于(yu)云母鈾礦(kuang)(kuang)、釩鉀鈾礦(kuang)(kuang)和獨居(ju)石中(zhong)；主要分布于(yu)加拿大(da)、澳大(da)利亞(ya)、南非。可通(tong)過氣(qi)體(ti)擴散技術從(cong)易揮發氣(qi)體(ti)六氟化鈾（UF6）中(zhong)分離各同(tong)位素鈾。

鈾存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)三種同素異形(xing)體，其存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)溫(wen)度(du)和主要結構特征(zheng)列于表中。α-U在(zai)(zai)(zai)(zai)室溫(wen)時(shi)的(de)(de)密度(du)為(wei)19.02t/m3。α-U和β-U呈明顯的(de)(de)各向異性，如在(zai)(zai)(zai)(zai)298～523K之間，α-U單晶(jing)沿a、b、c軸熱(re)(re)膨(peng)脹(zhang)(zhang)系(xi)數(shu)分別為(wei)αa=+33.24×10-6/K、αb=-6.49×10-6/K、αc=+30.36×10-6/K。γ-U有各向同性結構。無序排列的(de)(de)多晶(jing)鈾在(zai)(zai)(zai)(zai)293～373K范圍的(de)(de)熱(re)(re)膨(peng)脹(zhang)(zhang)系(xi)數(shu)等于16.3×10-6/K。在(zai)(zai)(zai)(zai)5～350K之間的(de)(de)比(bi)熱(re)(re)為(wei)27.66J/（mol·K）。α-U的(de)(de)熱(re)(re)導率(lv)隨(sui)溫(wen)度(du)提高而增加，室溫(wen)下為(wei)25.1W/（m·K），1033K時(shi)為(wei)37.7W/（m·K）。

鈾的(de)力學性質(zhi)隨試樣爐號和(he)熱處理的(de)不(bu)同(tong)而異(yi)。對α軋制(zhi)α退(tui)火的(de)試樣，得(de)到室(shi)溫(wen)最大屈服強度為(wei)206.8-275.8 MPa，對小變形量(liang)擠壓(ya)鈾，室(shi)溫(wen)抗拉強度極限(xian)為(wei)586.1～861.8MPa。鈾有三種晶格(ge)結(jie)構(gou)：α-U為(wei)斜方(fang)結(jie)構(gou)，a=284.785pm，b=585.801pm，c=494.553pm；β-U為(wei)正方(fang)結(jie)構(gou)，a=1076.0pm，c=565.2pm；γ-U為(wei)體心立(li)方(fang)結(jie)構(gou)，a=352.4pm。它們的(de)轉換溫(wen)度為(wei)941K（α→β）和(he)1047K（β→γ）。

鈾的同素異形體 α-U β-U γ-U

存在溫度范圍 （K） ＜941 941-1048 1048（熔點(dian)）

晶(jing)體結(jie)構 斜(xie)方(fang) 四方(fang) 體心立方(fang)

晶胞中原子(zi)數(shu) （個） 4 30 2

晶格常數 （nm） a0 0. 28541 1. 0579 0. 3524

b0 0. 58692 - -

c0 0. 49563 0. 5656 -

鈾的(de)重(zhong)要物理性質列于下表。

性 質 數 據

熔(rong)點(dian)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(mi)度ρ/kg·m-3 18950（293K），17907（熔點液體）

熱導率λ/W·m-1·K-1 27.6（300K）

電阻率ρ/Ω·m 30.8×10-8（273K）

摩爾體(ti)積Vm/cm3 12.56

線(xian)脹系數αl/K-1 12.6×10-6

同位素及半衰期

天(tian)然鈾含有三種同(tong)位素(su)：238U、235U和(he)234U，它們(men)的含量(liang)分別為(wei)99.28%（238U）、0.71%（235U）和(he)0.006%（234U），半(ban)衰期分別為(wei)（238U）4.51×109、（235U）7.09×108和(he)（234U）2.35×105年。其中以235U為(wei)最重要(yao)，是目前核(he)動力的燃料。一個235U核(he)吸收一個熱中子(zi)發生(sheng)裂(lie)變(bian)時放出約2.5個中子(zi)，并釋放出207MeV能(neng)(neng)量(liang)。1kg235U核(he)裂(lie)變(bian)放出的能(neng)(neng)量(liang)相(xiang)當(dang)于燃燒2700t煤所產生(sheng)的能(neng)(neng)量(liang)。根據反應堆堆型及其工作條件，核(he)燃料可(ke)采用天(tian)然鈾或(huo)提(ti)高了U含量(liang)的富集鈾。用氣體擴散法(fa)、離(li)心法(fa)或(huo)激光法(fa)等分離(li)鈾同(tong)位素(su)，可(ke)使U的富集度(du)達到90%以上。U俘獲中子(zi)后(hou)轉變(bian)成易(yi)裂(lie)變(bian)的Pu（钚）。Pu和(he)U也是制造(zao)核(he)武器的主要(yao)原(yuan)料。

在25km地殼(ke)內含(han)1014t鈾(you)，其(qi)中海水含(han)1010t，每噸海水平(ping)均含(han)鈾(you)3.3mg。自然界存在幾百種含(han)鈾(you)的(de)礦物(wu)，但大多是貧礦，所以經濟地大量(liang)開采很困難。目前，經濟上(shang)有開采價值的(de)鈾(you)礦含(han)U3O8量(liang)為0.1%左右。如果發展快中子增殖(zhi)堆(dui)，則鈾(you)資(zi)源利用率可比壓水堆(dui)提高60～70倍。

鈾同(tong)位素(su)中存量最(zui)多的(de)(de)是238U，再(zai)者是可用作核能發電的(de)(de)燃料的(de)(de)235U，豐度最(zui)少的(de)(de)是234U。此外還有(you)12種人工同(tong)位素(su)。

同位素 豐(feng)度 半衰(shuai)期 衰(shuai)變(bian)(bian)模式 衰(shuai)變(bian)(bian)能量（MeV）衰(shuai)變(bian)(bian)產物

232U 人(ren)造 68.9年 自發分裂 - -

α衰變 5.414 Th-228

233U 人造 159200年 自發分(fen)裂 197.93 -

α衰變 4.909 Th-229

234U 0.01% 245500年(nian) 自發(fa)分裂 197.78 -

α衰變(bian) 4.859 Th-230

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

α衰變 4.679 Th-231

236U 人造 2.342×107年 自發分裂 201.82 -

α衰(shuai)變 4.572 Th-232

237U 人造 6.75日 β衰變 0.519 Np-237

238U 99.28% 4.468×109年 自發分裂 205.87 -

α衰變(bian) 4.27 Th-234

核性質

鈾的熱中子(zi)吸收(shou)截面為7.60b±0.07b。鈾的同(tong)(tong)位素(su)（包括同(tong)(tong)核異(yi)能素(su)）有15種，其質量數(shu)從(cong)227至240。鈾的天然同(tong)(tong)位素(su)組成列于下表。

核 素 相對原子質(zhi)量 自然豐度/% 半衰(shuai)期(qi)T1/2/a 衰(shuai)變模式(shi)及(ji)衰(shuai)變能(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為錒鈾(you)(you)衰(shuai)(shuai)變系的(de)(de)始(shi)祖(zu)核(he)素(su)，238U為鈾(you)(you)鐳(lei)系的(de)(de)始(shi)祖(zu)核(he)素(su)，234U是238U的(de)(de)衰(shuai)(shuai)變系產物。235U是惟一天然的(de)(de)可裂(lie)變核(he)素(su)。235U核(he)素(su)受(shou)熱中(zhong)子(zi)轟擊，吸收一個(ge)中(zhong)子(zi)后發(fa)生(sheng)(sheng)裂(lie)變（誘發(fa)裂(lie)變）。一個(ge)235U核(he)在(zai)裂(lie)變時放出的(de)(de)總能量為195MeV，同時放出2～3（平(ping)均2.5）個(ge)中(zhong)子(zi)。只要其中(zhong)一個(ge)中(zhong)子(zi)引起另一個(ge)235U核(he)發(fa)生(sheng)(sheng)裂(lie)變，鏈(lian)式核(he)裂(lie)變就會持(chi)續進行下去。238U不是裂(lie)變核(he)素(su)，但238U在(zai)反應堆(dui)活性區吸收中(zhong)子(zi)后生(sheng)(sheng)成239U，239U再(zai)經兩次β衰(shuai)(shuai)變生(sheng)(sheng)成能裂(lie)變的(de)(de)Pu。因此，可以(yi)利用快中(zhong)子(zi)增(zeng)殖堆(dui)充分發(fa)揮238U的(de)(de)作用，提高天然鈾(you)(you)的(de)(de)利用率。

發現簡史

鈾(you)(you)(you)（yóu）英文名Uranium，得名于天(tian)王(wang)星的(de)(de)名字“Uranus”。1789年(nian)M.H.克拉普羅特(te)（Martin Heinrich Klaproth）首先從瀝青鈾(you)(you)(you)礦中發現(xian)了(le)“鈾(you)(you)(you)”，就用1781年(nian)新發現(xian)的(de)(de)一(yi)個行星——天(tian)王(wang)星命名它(ta)為uranium，元素符號定為U。但1841年(nian)E.M.佩(pei)利若（Eugene-Melchior Peligot）證明該(gai)物質系二(er)氧化(hua)鈾(you)(you)(you)，隨后用鉀還(huan)原UCl4制備了(le)金(jin)屬鈾(you)(you)(you)。1896年(nian)A.H.貝可(ke)勒爾(er)（Antoine Henri Becquerel）發現(xian)了(le)鈾(you)(you)(you)的(de)(de)放(fang)射性現(xian)象。那時對(dui)鈾(you)(you)(you)的(de)(de)研究(jiu)屬純理論(lun)性的(de)(de)，鈾(you)(you)(you)化(hua)合物只用于玻璃和(he)陶瓷的(de)(de)著色(se)。1898年(nian)在鈾(you)(you)(you)礦中發現(xian)了(le)鐳，鈾(you)(you)(you)便成為開采(cai)鐳的(de)(de)副產品。1938年(nian)O.哈恩（Otto Hahn）和(he)F.施特(te)拉斯曼（Fritz Strassmann）用中子轟擊(ji)鈾(you)(you)(you)核發現(xian)核裂變同時釋放(fang)出能量，引(yin)起(qi)了(le)人(ren)們重新對(dui)鈾(you)(you)(you)的(de)(de)重視。第二(er)次世界大戰(zhan)期間和(he)戰(zhan)后，由于核武器和(he)核動(dong)力(li)的(de)(de)需要，加速了(le)鈾(you)(you)(you)資(zi)源的(de)(de)勘探和(he)開采(cai)。

美國為此設(she)立了(le)專門(men)研究(jiu)原子(zi)彈的(de)機構。1945年(nian)美國在(zai)(zai)日(ri)本廣島投擲了(le)第一(yi)顆(ke)235U原子(zi)彈，幾天后又在(zai)(zai)日(ri)本長崎投下了(le)一(yi)顆(ke)239Pu原子(zi)彈。1954年(nian)蘇(su)聯建成了(le)第一(yi)座核(he)電站(zhan)。從(cong)此，鈾的(de)科研和(he)(he)(he)生(sheng)產(chan)受到(dao)世界各國的(de)高度(du)重視，核(he)武(wu)器制造和(he)(he)(he)核(he)發(fa)(fa)電工(gong)(gong)業(ye)便得到(dao)迅速發(fa)(fa)展。中國的(de)鈾工(gong)(gong)業(ye)自20世紀50年(nian)代(dai)興起，已形成完整(zheng)的(de)和(he)(he)(he)具有相當規模的(de)科研和(he)(he)(he)工(gong)(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)體系。

2023年4月，日本與韓(han)國(guo)科學家發(fa)現了(le)一種(zhong)以前未(wei)知(zhi)的鈾同位素——鈾-241。其原子序數為(wei)92，質量為(wei)241，半衰(shuai)期(qi)可能只有(you)40分鐘(zhong)，這(zhe)是自(zi)1979年以來科學家首(shou)次發(fa)現富含中(zhong)子的鈾同位素。

鈾的化合物

鈾有多(duo)種(zhong)化(hua)合物(wu)(wu)，主要鈾化(hua)合物(wu)(wu)的化(hua)學式、存在形(xing)態和用途列于下表(biao)。

名稱 化學(xue)式(shi) 存在形態(tai) 用 途

二(er)氧化鈾 UO2 深褐色或黑色粉末 制造反應堆元件(jian)或

生產UF4

三氧化鈾(you) UO3 無(wu)定(ding)形UO3或(huo)α-UO3，褐色(se)，β-UO3橙色(se)粉(fen)末，γ-UO3 還原成UO2

亮(liang)黃色，δ-UO3紅(hong)色，Σ-UO3磚紅(hong)色，η-UO3棕色

八氧化(hua)三鈾 U3O8 橄(gan)欖綠(lv)色（有時呈(cheng)墨綠(lv)或(huo)黑(hei)色）粉末(mo)翠綠(lv)色晶體（綠(lv)鹽）儲存(cun)、還原(yuan)成(cheng)UO2制取金屬鈾或(huo)UF6

四氟化鈾(you) UF4 室溫下近(jin)于白色固體，在309K溫度(du)升華，最易揮發的(de)鈾(you)化合物 同位素分離，濃縮

六(liu)氟(fu)化鈾 UF6 235U

硝酸鈾(you)酰 UO2(NO3)2 UO2（NO3）2·6H2O亮黃色晶體 脫硝成UO3

重(zhong)鈾酸(suan)銨(an) (NH4)2U2O7 黃色沉淀物（俗稱“黃餅(bing)”）質量好的(de)呈片(pian)狀結晶 熱分解成(cheng)UO2或

UO3

三碳酸鈾(you)酰銨 (NH4)4UO2(CO3)3 淡黃(huang)色晶體 熱分解成UO2

鈾的合金

鈾(you)(you)(you)能與多種金(jin)(jin)屬生(sheng)成金(jin)(jin)屬間化合物。鈾(you)(you)(you)具有化學性(xing)(xing)質(zhi)活潑(po)、各向異性(xing)(xing)結構(gou)和(he)機械性(xing)(xing)能較差等(deng)缺陷(xian)。鈾(you)(you)(you)合金(jin)(jin)的(de)某些性(xing)(xing)質(zhi)優于(yu)金(jin)(jin)屬鈾(you)(you)(you)，這在核燃料元件制造(zao)中相當(dang)重要。添加適量的(de)其他金(jin)(jin)屬，如鈮、鉻、鉬(mu)或鋯能改善鈾(you)(you)(you)的(de)熱導率(lv)、晶體結構(gou)及金(jin)(jin)相結構(gou)、熱處理特(te)性(xing)(xing)、輻(fu)照穩定性(xing)(xing)和(he)耐蝕(shi)性(xing)(xing)等(deng)。

貧鈾(you)彈(dan)即利用貧鈾(you)合(he)金制造(zao)的(de)一種高效(xiao)燃燒穿甲彈(dan)，它借助(zhu)貧鈾(you)材(cai)料密(mi)度大（鉛密(mi)度的(de)2倍(bei)）、強(qiang)(qiang)度大（鋼強(qiang)(qiang)度的(de)3倍(bei)）和(he)穿透(tou)力(li)強(qiang)(qiang)，且易燃燒的(de)特點制作而(er)成，貧鈾(you)合(he)金含238U、235U等(deng)，貧鈾(you)彈(dan)爆炸后(hou)殘留(liu)的(de)235U等(deng)能損害腎(shen)臟(zang)、神經系統(tong)，可導致肺(fei)癌等(deng)。密(mi)度、硬度較大的(de)貧鈾(you)合(he)金，還(huan)可制作防輻射(she)材(cai)料等(deng)。

鈾的賦存及資源

鈾廣(guang)泛存在于地殼(ke)和海(hai)(hai)水中(zhong)。海(hai)(hai)水中(zhong)鈾的濃度為(wei)3×10-7%，地殼(ke)豐(feng)度為(wei)2.3×10-4%，但(dan)在地殼(ke)中(zhong)很分散。

鈾的礦物

鈾(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)物按成因(yin)可分(fen)為(wei)原(yuan)生(sheng)鈾(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)和次生(sheng)鈾(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)兩大類。除瀝青(qing)鈾(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)外，原(yuan)生(sheng)鈾(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)均(jun)存在于偉(wei)晶(jing)巖中(zhong)，原(yuan)生(sheng)礦(kuang)(kuang)(kuang)物經風(feng)化(hua)和熱液作用易轉變成各種(zhong)次生(sheng)礦(kuang)(kuang)(kuang)物。鈾(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)成因(yin)、產(chan)狀、含鈾(you)(you)(you)量及(ji)伴生(sheng)礦(kuang)(kuang)(kuang)物和圍巖均(jun)會影響到鈾(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)加工工藝。已發現的(de)(de)鈾(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)物和含鈾(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)物約有(you)500多(duo)種(zhong)。其(qi)中(zhong)常(chang)見并具有(you)工業(ye)實(shi)用價(jia)值的(de)(de)僅二三十種(zhong)。下表(biao)所(suo)列為(wei)重要的(de)(de)鈾(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)物。

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

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

晶質鈾礦 （U,Th）O2·mUO3·nPbO 65～75.4

鈦鈾礦 (U,Ce,Fe,Y,Th)3Ti5O16 ＜40

次生(sheng)鈾礦 水（瀝青）鈾礦 UO2·mUO3·nH2O

銅鈾云母 Cu(UO2)2(PO4)2·(8～12)H2O 50

鈣鈾云(yun)母 Ca(UO2)2(PO4)2·(8～12)H2O 50

鉀釩鈾(you)礦 K2(UO2)2(VO4)2·(1～3)H2O 50

釩(fan)鈣鈾礦 Ca(UO2)2(VO4)2·8H2O 50～60

除澳(ao)大(da)利(li)亞(ya)、加拿大(da)有(you)一些(xie)較(jiao)大(da)的(de)富鈾(you)礦(kuang)(kuang)床(chuang)（含鈾(you)1%～10%）外，大(da)多數鈾(you)礦(kuang)(kuang)的(de)含鈾(you)品位為0.1%～0.2%。鈾(you)水(shui)冶廠大(da)多直接(jie)處理(li)鈾(you)原礦(kuang)(kuang)，但通過選(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)能提高(gao)礦(kuang)(kuang)石品位，降低(di)成本。一些(xie)國家正采用放(fang)射分選(xuan)(xuan)機對(dui)塊(kuai)狀鈾(you)礦(kuang)(kuang)石進行選(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)。為了綜合利(li)用或改善鈾(you)礦(kuang)(kuang)石加工性(xing)能，有(you)的(de)礦(kuang)(kuang)石還需經配礦(kuang)(kuang)、焙燒等預處理(li)。

此(ci)外，含(han)(han)鈾(you)的磷酸鹽礦、褐煤、頁(ye)巖(yan)、鈾(you)礦水(shui)、含(han)(han)鈾(you)銅廢石堆(dui)浸液和海(hai)水(shui)等都可成為提鈾(you)的原料。例(li)如，1988年美國從濕法(fa)磷酸等副產品中回收的鈾(you)達1500t，約(yue)占其總產量5190t鈾(you)的29%。

分布范圍

鈾(you)(you)(you)通常被人(ren)們認為是一種稀(xi)有(you)金屬，盡管鈾(you)(you)(you)在(zai)地殼中的含(han)量很(hen)高，比(bi)汞(gong)、鉍、銀(yin)要多得多，但由于提取鈾(you)(you)(you)的難度較大，所以(yi)它(ta)注(zhu)定了要比(bi)汞(gong)這些元素發(fa)現(xian)的晚得多。盡管鈾(you)(you)(you)在(zai)地殼中分布廣泛，但是只有(you)瀝青(qing)鈾(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)和鉀釩鈾(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)兩種常見的礦(kuang)(kuang)床(chuang)。

地殼中(zhong)(zhong)鈾(you)(you)(you)的(de)(de)(de)平(ping)(ping)均(jun)(jun)含量約(yue)為百萬分之2.5，即(ji)平(ping)(ping)均(jun)(jun)每噸(dun)(dun)地殼物質(zhi)中(zhong)(zhong)約(yue)含2.5克鈾(you)(you)(you)，這比鎢、汞、金、銀等元素的(de)(de)(de)含量還高(gao)(gao)。鈾(you)(you)(you)在(zai)各(ge)種巖石中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)含量很不均(jun)(jun)勻(yun)。例如在(zai)花(hua)崗巖中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)含量就要高(gao)(gao)些，平(ping)(ping)均(jun)(jun)每噸(dun)(dun)含3.5克鈾(you)(you)(you)。在(zai)地殼的(de)(de)(de)第一(yi)(yi)層（距(ju)地表20 km）內含鈾(you)(you)(you)近(jin)1.3×1014噸(dun)(dun)。依此推算，一(yi)(yi)立方(fang)公(gong)里(li)的(de)(de)(de)花(hua)崗巖就會含有(you)(you)約(yue)一(yi)(yi)萬噸(dun)(dun)鈾(you)(you)(you)。海水(shui)中(zhong)(zhong)鈾(you)(you)(you)的(de)(de)(de)濃度(du)相(xiang)當低(di)，每噸(dun)(dun)海水(shui)平(ping)(ping)均(jun)(jun)只(zhi)含3.3毫克鈾(you)(you)(you)，但由于海水(shui)總(zong)量極大（海水(shui)中(zhong)(zhong)總(zong)含鈾(you)(you)(you)量可達4.5×109噸(dun)(dun)），且(qie)從水(shui)中(zhong)(zhong)提(ti)取有(you)(you)其方(fang)便之處，所(suo)以(yi)不少(shao)國(guo)(guo)家(jia)，特別是那些缺少(shao)鈾(you)(you)(you)礦資源(yuan)的(de)(de)(de)國(guo)(guo)家(jia)，正在(zai)探索海水(shui)提(ti)鈾(you)(you)(you)的(de)(de)(de)方(fang)法。

由于鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)的化學性質(zhi)很活(huo)潑，所(suo)以(yi)自然(ran)界不存在游離(li)態的金屬鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)，它(ta)總是以(yi)化合狀(zhuang)態存在著。已知的鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)礦物有(you)(you)(you)一百七(qi)十多種，但具有(you)(you)(you)工業開采價值的鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)礦只有(you)(you)(you)二、三(san)十種，其中最(zui)重要(yao)(yao)的有(you)(you)(you)瀝青鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)礦（主(zhu)要(yao)(yao)成分為八氧化三(san)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)）、品質(zhi)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)礦（主(zhu)要(yao)(yao)成分為二氧化鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)）、鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)石和鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)黑等。很多的鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)礦物都呈(cheng)黃色(se)(se)、綠色(se)(se)或黃綠色(se)(se)。有(you)(you)(you)些鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)礦物在紫(zi)外(wai)線下能發出強(qiang)烈的熒光。正是鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)礦物（鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)化合物）這種發熒光的特性，才導致了(le)放射性現象的發現。

雖然鈾元素的分(fen)布相當廣，但(dan)鈾礦床的分(fen)布卻很有限。鈾資源(yuan)主要分(fen)布在美國、加拿大、南非(fei)、西南非(fei)、澳大利亞等國家(jia)和地(di)區。據估計，已(yi)探明的工(gong)業儲(chu)量到1972年(nian)已(yi)超過一百萬噸。

鈾(you)及(ji)其一系列衰變(bian)子體的(de)放射(she)(she)性(xing)是存在(zai)(zai)鈾(you)的(de)最好(hao)標志。人的(de)肉(rou)眼雖然看不見放射(she)(she)性(xing)，但是借助于專門的(de)儀器卻可以方(fang)便(bian)地把它探測(ce)出來。因此，鈾(you)礦資源的(de)普查和(he)勘探幾乎都利用了鈾(you)具(ju)有放射(she)(she)性(xing)這一特點：若(ruo)發現某個地區巖石、土壤、水、甚(shen)至植物內(nei)放射(she)(she)性(xing)特別強，就說明那個地區可能(neng)有鈾(you)礦存在(zai)(zai)。

提取冶金

鈾(you)的(de)(de)提取冶(ye)金具(ju)有三個(ge)特點。第一，鈾(you)礦石的(de)(de)品位很低，一般(ban)含鈾(you)（238U+235U）0.1%～0.2%，而(er)其中235U僅(jin)為0.0007%～0.0014%，為獲得(de)核(he)純鈾(you)，必須經過一系(xi)列富集、提純過程。第二，核(he)純金屬(shu)鈾(you)需再經同(tong)(tong)位素分(fen)離，制成(cheng)不同(tong)(tong)豐度的(de)(de)濃縮(suo)235U。第三，工(gong)藝過程繁雜，并存(cun)在輻(fu)射危害問題(ti)。因此，鈾(you)生產技術難度大，安全防護要求嚴格。

除了就地浸出以及從其他含鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)物料提(ti)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)外，鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)的提(ti)取冶金都是從鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)礦石（原礦或精礦）開始的，通常包括鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)提(ti)取、四氟化(hua)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)制(zhi)取、金屬鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)制(zhi)取、六氟化(hua)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)制(zhi)取、鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)同位素分離、制(zhi)取含濃縮U的金屬鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)和(he)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)燃料元件(jian)加工等(deng)主要步驟(zou)。

（1）鈾(you)提取(qu)。包(bao)括鈾(you)礦石的浸出、液固分離、富集(ji)、提純（常用離子交(jiao)換或(huo)溶(rong)劑萃取(qu)法）及沉淀產物(wu)熱分解制(zhi)取(qu)核純UO2或(huo)U3O8。

（2）四(si)氟化鈾(you)制(zhi)取。將(jiang)UO2（U3O8可(ke)用氫還原成(cheng)UO2）氫氟化成(cheng)四(si)氟化鈾(you)（綠(lv)鹽）。

（3）金(jin)(jin)屬鈾制(zhi)取。用(yong)金(jin)(jin)屬鈣或(huo)鎂將(jiang)UF4還原成金(jin)(jin)屬鈾，金(jin)(jin)屬鈾再(zai)經精(jing)煉、澆鑄、加工(gong)、鍛(duan)造（或(huo)擠(ji)壓(ya)）成形(xing)、包殼等處理制(zhi)成天然鈾的(de)反應堆元件，供生產裂變元素239Pu用(yong)。

（4）六氟化(hua)鈾(you)制取(qu)。將UF4氟化(hua)成UF6。

（5）鈾同位素(su)分離(li)。利用(yong)235U與238U質量之間的微小差異，通(tong)過對UF6的氣體擴散（或(huo)離(li)心分離(li)），制取不(bu)同豐度的濃縮235UF6。

（6）制(zhi)取含濃縮235U的金屬(shu)鈾。將(jiang)濃縮235UF6經(jing)氫還原(yuan)成(cheng)235UF4，再轉化(hua)成(cheng)濃縮235UO2。用鈣或鎂還原(yuan)235UF4制(zhi)成(cheng)含濃縮U的金屬(shu)鈾。

（7）鈾燃(ran)料(liao)元件(jian)加工。將(jiang)濃縮UO2或金(jin)屬鈾進一步加工制成反應堆燃(ran)料(liao)元件(jian)或其他最終產(chan)品。

安全防護

鈾(you)及(ji)其(qi)化合物(wu)既會放(fang)(fang)出危害生(sheng)物(wu)的(de)射(she)線，又有化學毒性，在生(sheng)產過程中必須(xu)采取安(an)全防(fang)護(hu)措施(shi)。安(an)全防(fang)護(hu)措施(shi)的(de)主要內容包括(kuo)嚴防(fang)粉塵及(ji)氡氣進(jin)入人體(ti)；使(shi)生(sheng)產場地的(de)輻射(she)劑量低(di)于(yu)放(fang)(fang)射(she)性衛生(sheng)防(fang)護(hu)規定的(de)限值；排(pai)放(fang)(fang)的(de)三廢經處理后必須(xu)達(da)到國家規定的(de)排(pai)放(fang)(fang)標準(zhun)。要注意濃縮(suo)鈾(you)產物(wu)臨界安(an)全。

發展趨勢

利用低品位(wei)鈾(you)礦石及其他(ta)含鈾(you)物料以擴(kuo)大鈾(you)資(zi)源。重視鈾(you)的(de)就地(di)浸出(chu)、堆浸、細菌浸出(chu)等浸出(chu)方法(fa)(fa)的(de)開(kai)發和(he)推(tui)廣應用，以節省能耗(hao)和(he)降低生產成(cheng)本。開(kai)發并推(tui)廣應用快中子增殖(zhi)堆，提高天然鈾(you)的(de)利用率。研究開(kai)發無廢物工藝(yi)，減輕鈾(you)對環境的(de)污(wu)染。發展節能的(de)離心法(fa)(fa)、激光法(fa)(fa)等同位(wei)素分離方法(fa)(fa)，替代耗(hao)能高的(de)擴(kuo)散(san)法(fa)(fa)。

鈾原子核裂變

自然界(jie)里234U不(bu)會發(fa)(fa)生核(he)裂(lie)變(bian)(bian)(bian)，通常，238U也不(bu)會發(fa)(fa)生裂(lie)變(bian)(bian)(bian)，只有235U易發(fa)(fa)生核(he)裂(lie)變(bian)(bian)(bian)，核(he)燃料主要指235U。235U半(ban)衰(shuai)期(qi)為(wei)7.038×108年，從235U開始(shi)，經過11次連續(xu)(xu)衰(shuai)變(bian)(bian)(bian)，最(zui)(zui)后出現穩定(ding)的207Pb。238U半(ban)衰(shuai)期(qi)為(wei)4.468×109年，從238U開始(shi)，經過14次連續(xu)(xu)衰(shuai)變(bian)(bian)(bian)，最(zui)(zui)后出現穩定(ding)的206Pb-206。238U連續(xu)(xu)衰(shuai)變(bian)(bian)(bian)中，子(zi)核(he)半(ban)衰(shuai)期(qi)最(zui)(zui)長的是(shi)(shi)234U，它的半(ban)衰(shuai)期(qi)是(shi)(shi)2.45×105年。

235U、233U和(he)239Pu是(shi)主要的(de)(de)核(he)裂(lie)變(bian)(bian)物(wu)質，可(ke)直接做核(he)燃料，它們能大量(liang)獲得、并(bing)易吸(xi)收慢中子（能量(liang)小于(yu)1eV）并(bing)發生(sheng)裂(lie)變(bian)(bian)，234U、238U則不行。235U存在于(yu)天然鈾中，233U和(he)239Pu要靠(kao)鈾核(he)反應堆生(sheng)產(chan)。235U、233U和(he)239Pu，任何(he)能量(liang)的(de)(de)中子均可(ke)使它們分裂(lie)、釋(shi)放能量(liang)；對235U來說，速度越慢的(de)(de)中子越易引起裂(lie)變(bian)(bian)。238U吸(xi)收一個中子，也(ye)可(ke)轉變(bian)(bian)為裂(lie)變(bian)(bian)物(wu)質。

235U和(he)238U都能自發(fa)裂(lie)變，但(dan)后者自發(fa)裂(lie)變的(de)幾率很小。

U-235裂變

研究表明(ming)，235U吸收慢(man)中(zhong)(zhong)子(zi)后，有(you)(you)(you)40多種(zhong)(zhong)裂(lie)變(bian)方式(shi)，至(zhi)少能(neng)(neng)(neng)(neng)生(sheng)(sheng)產36種(zhong)(zhong)元素的(de)(de)(de)300多種(zhong)(zhong)核素和快中(zhong)(zhong)子(zi)（平均(jun)2.5個），并釋放巨大能(neng)(neng)(neng)(neng)量。鈾(you)核裂(lie)變(bian)生(sheng)(sheng)成(cheng)物除中(zhong)(zhong)子(zi)外(wai)，通常有(you)(you)(you)兩種(zhong)(zhong)（兩分(fen)裂(lie)）裂(lie)變(bian)物，還有(you)(you)(you)三種(zhong)(zhong)（三分(fen)裂(lie)）和四種(zhong)(zhong)裂(lie)變(bian)物（1946 年，我國(guo)物理學家錢(qian)三強等在法國(guo)發(fa)(fa)現），“三分(fen)裂(lie)”幾率極(ji)小。除中(zhong)(zhong)子(zi)外(wai)，鈾(you)核“兩分(fen)裂(lie)”的(de)(de)(de)碎(sui)塊(kuai)(kuai)有(you)(you)(you)許多組(zu)合(he)方式(shi)，碎(sui)塊(kuai)(kuai)質量比大致(zhi)為3：2的(de)(de)(de)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)幾率最(zui)大，碎(sui)塊(kuai)(kuai)質量相同(tong)的(de)(de)(de)機(ji)會(hui)極(ji)小；鈾(you)“三分(fen)裂(lie)”，其中(zhong)(zhong)一(yi)塊(kuai)(kuai)是α粒子(zi)，“三分(fen)裂(lie)”發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)幾率是“二分(fen)裂(lie)”的(de)(de)(de)3/1000。統(tong)計(ji)表明(ming)，235U裂(lie)變(bian)發(fa)(fa)射的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)子(zi)能(neng)(neng)(neng)(neng)量（動能(neng)(neng)(neng)(neng)）在0.1-20MeV范圍，平均(jun)為2MeV。僅有(you)(you)(you)快中(zhong)(zhong)子(zi)不(bu)能(neng)(neng)(neng)(neng)使天然鈾(you)產生(sheng)(sheng)持(chi)續的(de)(de)(de)裂(lie)變(bian)鏈式(shi)反應(ying)，慢(man)中(zhong)(zhong)子(zi)也(ye)不(bu)能(neng)(neng)(neng)(neng)使238U發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)裂(lie)變(bian)，持(chi)續的(de)(de)(de)裂(lie)變(bian)反應(ying)在238U中(zhong)(zhong)不(bu)可能(neng)(neng)(neng)(neng)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)。235U和240Pu等，除中(zhong)(zhong)子(zi)可引發(fa)(fa)其核裂(lie)變(bian)外(wai)，具(ju)有(you)(you)(you)足夠能(neng)(neng)(neng)(neng)量的(de)(de)(de)帶電粒子(zi)或(huo)γ射線等也(ye)能(neng)(neng)(neng)(neng)引發(fa)(fa)裂(lie)變(bian)。此外(wai)，鈾(you)對約25eV的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)子(zi)還會(hui)產生(sheng)(sheng)俘(fu)獲共振，即俘(fu)獲而(er)不(bu)裂(lie)變(bian)。

235U結合能(neng)(neng)(neng)小，核裂變(bian)(bian)勢(shi)壘(lei)較低，任何能(neng)(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)中(zhong)子(zi)都能(neng)(neng)(neng)使(shi)它裂變(bian)(bian)，且(qie)對(dui)慢(man)中(zhong)子(zi)（中(zhong)子(zi)速率(lv)(lv)為(wei)2.2×103m/s，與(yu)常溫(wen)下(xia)氣體分子(zi)運動速率(lv)(lv)相當。這(zhe)樣，它在鈾核附近的(de)(de)時間相對(dui)較長，容易擊中(zhong)鈾核使(shi)之裂變(bian)(bian)）有(you)很大(da)的(de)(de)裂變(bian)(bian)截(jie)(jie)面（裂變(bian)(bian)幾率(lv)(lv)大(da)）。235U吸(xi)收一個(ge)慢(man)中(zhong)子(zi)，通常先形成激發態的(de)(de)236U（復核），然后(hou)裂變(bian)(bian)成兩(liang)塊(kuai)，同(tong)時釋放(fang)中(zhong)子(zi)和能(neng)(neng)(neng)量(liang)等。熱中(zhong)子(zi)（慢(man)中(zhong)子(zi)的(de)(de)一種(zhong)）反(fan)應(ying)堆里，235U熱中(zhong)子(zi)裂變(bian)(bian)截(jie)(jie)面比238U的(de)(de)熱中(zhong)子(zi)裂變(bian)(bian)截(jie)(jie)面要大(da)200倍(bei)，這(zhe)樣，就會有(you)足夠數(shu)量(liang)的(de)(de)中(zhong)子(zi)引(yin)起235U核裂變(bian)(bian)，這(zhe)可(ke)彌補天然鈾或(huo)濃縮鈾中(zhong)235U含量(liang)較少之弱(ruo)點；這(zhe)種(zhong)反(fan)應(ying)堆工作時，鈾的(de)(de)利用率(lv)(lv)為(wei)1%-2%。

U-238裂變

238U（240Pu、232Th）裂(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)是有閥的(de)，小(xiao)于(yu)1.1MeV的(de)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)會(hui)被其吸(xi)收(shou)或(huo)散射，不(bu)能(neng)(neng)引發裂(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)；較大(da)(da)(da)能(neng)(neng)量(liang)的(de)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)才能(neng)(neng)使(shi)它們裂(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)，但(dan)可能(neng)(neng)性(xing)(xing)又(you)極(ji)小(xiao)。238U結(jie)合能(neng)(neng)較大(da)(da)(da)，裂(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)勢壘較高，能(neng)(neng)量(liang)超過(guo)1.4MeV的(de)快中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)才能(neng)(neng)使(shi)它裂(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)，釋(shi)放的(de)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)能(neng)(neng)量(liang)較大(da)(da)(da)。研究(jiu)顯示，238U在(zai)幾(ji)MeV以上有很多共振吸(xi)收(shou)峰，其裂(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)幾(ji)率隨中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)能(neng)(neng)量(liang)增(zeng)大(da)(da)(da)而增(zeng)大(da)(da)(da)。238U不(bu)易產生裂(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)，但(dan)吸(xi)收(shou)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)后能(neng)(neng)變(bian)(bian)(bian)(bian)成239Pu和233U等較好的(de)核(he)裂(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)物質。熱中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)被238U俘獲的(de)幾(ji)率是熱中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)使(shi)235U裂(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)幾(ji)率的(de)1/190左右。快中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)同238U核(he)的(de)主要作用是非彈性(xing)(xing)碰撞，大(da)(da)(da)部(bu)分中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)都(dou)是通(tong)過(guo)非彈性(xing)(xing)碰撞降低能(neng)(neng)量(liang)，再在(zai)多次(ci)碰撞中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)被238U核(he)吸(xi)收(shou)。

鈾濃縮

濃縮鈾簡介

鈾材料里235U的含量(liang)高(gao)(gao)于(yu)0.7%即濃(nong)縮鈾。鈾是重要的核燃(ran)料和原(yuan)子彈(dan)(dan)核心材料，現在使用的鈾材料都需提煉、濃(nong)縮，使之達(da)到(dao)一定(ding)的純度(du)。比如，制造一顆原(yuan)子彈(dan)(dan)至少(shao)需20-50千克的高(gao)(gao)濃(nong)縮鈾（也可(ke)用钚造原(yuan)子彈(dan)(dan)），其濃(nong)縮純度(du)應達(da)到(dao) 90%以上。

鈾(you)(you)(you)礦石(shi)里235U的(de)含量(liang)(liang)很低，絕大(da)部分(fen)是(shi)(shi)238U，鈾(you)(you)(you)礦石(shi)不(bu)能像煤(mei)塊那樣直接做燃料(liao)，它(ta)類似于大(da)部分(fen)是(shi)(shi)泥沙(sha)的(de)煤(mei)餅(bing)，沒(mei)法(fa)燃燒。鈾(you)(you)(you)元(yuan)素(su)(su)同(tong)位素(su)(su)的(de)豐度(du)（一元(yuan)素(su)(su)的(de)同(tong)位素(su)(su)混合物里，某同(tong)位素(su)(su)的(de)原(yuan)子(zi)數和總的(de)原(yuan)子(zi)數之比）可通過(guo)工藝處理使之增(zeng)大(da)，以獲得該元(yuan)素(su)(su)濃(nong)縮的(de)某種(zhong)同(tong)位素(su)(su)，如235U，235U與238U物理性質稍(shao)有不(bu)同(tong)，主(zhu)要是(shi)(shi)相對質量(liang)(liang)不(bu)同(tong)，這導致(zhi)它(ta)們形成的(de)化(hua)合物微粒質量(liang)(liang)會有點差異。利用鈾(you)(you)(you)天(tian)(tian)然(ran)同(tong)位素(su)(su)原(yuan)子(zi)量(liang)(liang)不(bu)同(tong)進行分(fen)離，可使鈾(you)(you)(you)材(cai)料(liao)中(zhong)235U對238U的(de)比值較天(tian)(tian)然(ran)鈾(you)(you)(you)高，從(cong)而獲得裂變(bian)材(cai)料(liao)——濃(nong)縮鈾(you)(you)(you)。“濃(nong)縮”主(zhu)指提高某元(yuan)素(su)(su)特定同(tong)位素(su)(su)豐度(du)的(de)同(tong)位素(su)(su)分(fen)離過(guo)程(cheng)，如由天(tian)(tian)然(ran)鈾(you)(you)(you)生(sheng)產濃(nong)縮鈾(you)(you)(you)或由普通水生(sheng)產重水等(deng)。

濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)同(tong)位素目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)即提(ti)高(gao)(gao)235U相對于238U等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相對豐(feng)度(du)(du)(du)（濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)(du)），使天然235U的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相對含量(liang)高(gao)(gao)于0.7%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)，即濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)，鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)燃料(liao)(liao)(liao)中235U的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)達到3%以(yi)(yi)上(shang)才有可能持續“燃燒”；濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)有：3%、3.5%、20%濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)等品種(zhong)。許多核(he)(he)反應堆和(he)核(he)(he)武器(qi)中所(suo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)，必須對其濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮，即須提(ti)高(gao)(gao)易核(he)(he)裂變的(de)(de)(de)(de)(de)(de)235U濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)(du)，然后將其制成燃料(liao)(liao)(liao)。大多核(he)(he)電(dian)(dian)廠(chang)核(he)(he)反應堆用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)燃料(liao)(liao)(liao)235U濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)(du)約在(zai)(zai)3%左右、不超(chao)過(guo)5%。核(he)(he)武器(qi)里的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)材(cai)料(liao)(liao)(liao)235U濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)(du)需在(zai)(zai)90%以(yi)(yi)上(shang)；核(he)(he)艦船所(suo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)燃料(liao)(liao)(liao)為20%或(huo)更低(di)濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)。國際原子(zi)能機構(gou)界定：235U豐(feng)度(du)(du)(du)為3%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)材(cai)料(liao)(liao)(liao)屬(shu)核(he)(he)電(dian)(dian)站用(yong)低(di)濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)（工業級核(he)(he)燃料(liao)(liao)(liao)），常是(shi)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)鹽或(huo)氧化鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)；豐(feng)度(du)(du)(du)大于80%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)材(cai)料(liao)(liao)(liao)為高(gao)(gao)濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)，豐(feng)度(du)(du)(du)大于90%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)則(ze)是(shi)武器(qi)級（軍(jun)用(yong)）高(gao)(gao)濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)，主要用(yong)于制造(zao)核(he)(he)武器(qi)；另(ling)一(yi)種(zhong)劃分是(shi)：高(gao)(gao)濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)（豐(feng)度(du)(du)(du)在(zai)(zai)20%以(yi)(yi)上(shang)），低(di)濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)（2%-20%，商用(yong)濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)）、微濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)（0.9%-2%）和(he)武器(qi)級濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)（90%以(yi)(yi)上(shang)）。鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)(du)達到20%是(shi)一(yi)節點與難關，由此再提(ti)高(gao)(gao)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮度(du)(du)(du)則(ze)是(shi)一(yi)相對容易實現的(de)(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。

獲得(de)鈾(you)材料(liao)需經(jing)過(guo)(guo)一系列復雜的(de)工藝，要經(jing)過(guo)(guo)探(tan)礦(kuang)(kuang)、開(kai)礦(kuang)(kuang)、選礦(kuang)(kuang)、浸(jin)礦(kuang)(kuang)、煉礦(kuang)(kuang)、精煉等流(liu)程，分(fen)離(li)、濃(nong)縮是(shi)主要和(he)較(jiao)難的(de)流(liu)程，科技含量高。鈾(you)礦(kuang)(kuang)石(shi)經(jing)碾磨(mo)、分(fen)選后得(de)到的(de)較(jiao)純凈鈾(you)礦(kuang)(kuang)產品(pin)，即鈾(you)精礦(kuang)(kuang)，又叫(jiao)“黃餅”，主成分(fen)是(shi)八(ba)氧化三鈾(you)和(he)重(zhong)鈾(you)酸(suan)鈉、重(zhong)鈾(you)酸(suan)銨，它是(shi)核燃料(liao)生產過(guo)(guo)程中的(de)一種中間產品(pin)。通(tong)常，獲得(de)1千克武器級235U需要200多(duo)噸(dun)較(jiao)高品(pin)位的(de)鈾(you)礦(kuang)(kuang)石(shi)。

不論(lun)是(shi)和平利用核(he)(he)能(neng)，還是(shi)制造核(he)(he)能(neng)武器，濃縮鈾(you)都(dou)是(shi)必需的(de)。至(zhi)2006年(nian)11月，世界(jie)上(shang)運行或在建(jian)的(de)470座商業(ye)核(he)(he)電反應堆(dui)大多是(shi)以濃縮鈾(you)為(wei)燃(ran)料(liao)；到(dao)2010年(nian)，全(quan)球至(zhi)少已(yi)有(you)1600噸(dun)高(gao)濃縮鈾(you)（還有(you)500噸(dun)钚(bu)），我(wo)國(guo)是(shi)世界(jie)上(shang)第(di)(di)(di)四個(ge)（美、英、蘇(su)后）獨(du)立(li)掌握濃縮鈾(you)生(sheng)產技術的(de)國(guo)家；20世紀60年(nian)代(dai)前期，我(wo)國(guo)先后建(jian)立(li)了衡(heng)陽(yang)鈾(you)水冶廠和蘭州氣(qi)體擴散廠，獲得(de)了濃縮鈾(you)（1958年(nian)5月，蘭州始建(jian)我(wo)國(guo)首座鈾(you)濃縮生(sheng)產企(qi)業(ye)，它先后為(wei)我(wo)國(guo)的(de)第(di)(di)(di)一顆原(yuan)子彈、第(di)(di)(di)一顆氫彈、第(di)(di)(di)一艘核(he)(he)潛(qian)艇和第(di)(di)(di)一座核(he)(he)電站，提供了優(you)質核(he)(he)燃(ran)料(liao)）。2011年(nian)，哈佛(fo)大學(xue)肯(ken)尼迪學(xue)院下屬貝爾(er)福(fu)爾(er)中心(xin)的(de)研(yan)究報告說，中國(guo)擁有(you)軍用級鈾(you)16噸(dun)、钚(bu)1.8噸(dun)。

鈾濃縮技術

因涉及核(he)武器問題，鈾(you)(you)濃(nong)縮技(ji)(ji)(ji)術一直是國(guo)(guo)際(ji)社會(hui)嚴禁擴散的(de)敏(min)感(gan)技(ji)(ji)(ji)術，國(guo)(guo)際(ji)原(yuan)(yuan)子能(neng)(neng)機構與(yu)聯合國(guo)(guo)希(xi)望能(neng)(neng)控制各國(guo)(guo)鈾(you)(you)濃(nong)縮活動(dong)。中(zhong)國(guo)(guo)臺灣曾有(you)核(he)計(ji)劃。1985年(nian)起，羅馬尼(ni)亞秘(mi)密的(de)從(cong)事武器級濃(nong)縮鈾(you)(you)提煉工作(zuo)；1991年(nian)，羅馬尼(ni)亞政府(fu)同樣(yang)將其核(he)設備、核(he)研究置于國(guo)(guo)際(ji)原(yuan)(yuan)子能(neng)(neng)機構監(jian)管之下；2003年(nian)，美(mei)國(guo)(guo)、俄(e)羅斯將其十幾千克(ke)、濃(nong)度達80%的(de)濃(nong)縮鈾(you)(you)運到俄(e)羅斯予以處理(li)。利比亞違反(fan)國(guo)(guo)際(ji)承諾，秘(mi)密獲得(de)鈾(you)(you)濃(nong)縮技(ji)(ji)(ji)術以發(fa)展核(he)武器，2003年(nian)“伊(yi)拉克(ke)戰(zhan)爭”后(hou)，該國(guo)(guo)向(xiang)西方妥協將有(you)關設備、圖紙交給了美(mei)國(guo)(guo)、英(ying)國(guo)(guo)。

除幾個核大國(guo)(guo)外，日(ri)本、德國(guo)(guo)、印(yin)度(du)、以(yi)色列、巴基斯坦、阿(a)根廷、朝(chao)鮮(xian)（2011年(nian)1月(yue)，聯合國(guo)(guo)安理會“對朝(chao)制裁委員(yuan)會”專家組擬訂了《朝(chao)鮮(xian)鈾濃縮計劃報告》，以(yi)期防止核擴散、核競賽升級）、伊朗(lang)（2011年(nian)6月(yue)12日(ri)，伊朗(lang)常駐國(guo)(guo)際原子能機構(gou)代表蘇丹尼耶(ye)在第二屆核裁軍國(guo)(guo)際會議(yi)期間對新華社記者說，伊朗(lang)已生產出逾50公斤純(chun)度(du)為20%的濃縮鈾，伊朗(lang)的目標(biao)是(shi)有(you)120公斤這種核材料(liao)）等國(guo)(guo)都(dou)掌握了鈾濃縮技(ji)術。

鈾濃縮方法

提(ti)純、濃縮235U的(de)技術較復(fu)雜(za)，鈾(you)(you)元素(su)(su)(su)(su)(su)的(de)各種(zhong)同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)(su)(su)(su)，如同(tong)(tong)(tong)(tong)“孿生姐妹”，物理性(xing)質與化(hua)學性(xing)質十(shi)分相似(si)。利用同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)(su)(su)(su)在物理、化(hua)學性(xing)質上(shang)的(de)微小差異(yi)，通(tong)過(guo)擴散、蒸發或化(hua)學交(jiao)換等方法(fa)(fa)(fa)與過(guo)程，可(ke)使鈾(you)(you)元素(su)(su)(su)(su)(su)同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)(su)(su)(su)的(de)比例發生變化(hua)。用同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)(su)(su)(su)分離(li)(li)法(fa)(fa)(fa)處理天(tian)然鈾(you)(you)，可(ke)增加鈾(you)(you)235U的(de)濃度(du)，使天(tian)然鈾(you)(you)里235U的(de)相對含量高(gao)(gao)于0.7%，進(jin)而(er)獲得供多(duo)種(zhong)需要(yao)的(de)不同(tong)(tong)(tong)(tong)濃度(du)的(de)鈾(you)(you)材料。工業規模分離(li)(li)鈾(you)(you)同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)(su)(su)(su)的(de)技術（適用于提(ti)高(gao)(gao)U-235濃度(du)）有氣體擴散法(fa)(fa)(fa)、氣體離(li)(li)心法(fa)(fa)(fa)、離(li)(li)子(zi)交(jiao)換法(fa)(fa)(fa)以及蒸餾法(fa)(fa)(fa)、電解法(fa)(fa)(fa)、電流法(fa)(fa)(fa)、液體熱擴散法(fa)(fa)(fa)、電磁(ci)分離(li)(li)法(fa)(fa)(fa)和激光分離(li)(li)法(fa)(fa)(fa)等。這些濃縮方法(fa)(fa)(fa)，工藝過(guo)程都復(fu)雜(za)，投資(zi)大(da)、耗能(neng)高(gao)(gao)、且產量低，即生產鈾(you)(you)燃(ran)料成本(ben)較大(da)。

氣體擴散法

這是(shi)(shi)(shi)最(zui)(zui)早(zao)、最(zui)(zui)成(cheng)熟的(de)濃(nong)(nong)縮(suo)方(fang)法，也(ye)是(shi)(shi)(shi)商業(ye)開發的(de)第(di)一(yi)(yi)種濃(nong)(nong)縮(suo)方(fang)法，它據分(fen)子滲透、擴散(san)原理，利(li)用不(bu)同(tong)(tong)(tong)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)鈾同(tong)(tong)(tong)位(wei)素轉(zhuan)化為氣(qi)(qi)態時(shi)運動速率(lv)的(de)不(bu)同(tong)(tong)(tong)而(er)進行分(fen)離(li)。UF6是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)種劇毒、腐蝕(shi)性強(qiang)和有放(fang)射性的(de)白色晶體(ti)，加熱后升華為氣(qi)(qi)體(ti)。由于238U、235U的(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)數不(bu)同(tong)(tong)(tong)，所以UF6氣(qi)(qi)體(ti)中(zhong)二者(zhe)的(de)分(fen)子質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)也(ye)不(bu)同(tong)(tong)(tong)，UF6里(li)235U的(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)數是(shi)(shi)(shi)349、238U的(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)數是(shi)(shi)(shi)352。當高壓(ya)UF6混合氣(qi)(qi)體(ti)（鈾同(tong)(tong)(tong)位(wei)素的(de)混合氣(qi)(qi)體(ti)）透過(guo)級聯安裝(zhuang)的(de)多孔薄膜(mo)時(shi)，UF6中(zhong)U-235輕分(fen)子氣(qi)(qi)體(ti)會比(bi)UF6中(zhong)238U重分(fen)子的(de)氣(qi)(qi)體(ti)更(geng)快地通過(guo)多孔膜(mo)。通過(guo)膜(mo)管(guan)的(de)氣(qi)(qi)體(ti)立即被泵(beng)送(song)到下一(yi)(yi)級，留在膜(mo)管(guan)中(zhong)的(de)氣(qi)(qi)體(ti)則(ze)返回到較(jiao)低(di)級再循環。在每一(yi)(yi)個氣(qi)(qi)體(ti)擴散(san)級中(zhong)235U與238U濃(nong)(nong)度(du)比(bi)僅(jin)略有增加，如此(ci)分(fen)離(li)、濃(nong)(nong)縮(suo)到工業(ye)級235U濃(nong)(nong)度(du)則(ze)需1000級以上。

該(gai)技術的(de)核心(xin)是(shi)多(duo)孔擴(kuo)散(san)分(fen)離膜（蘇聯(lian)(lian)(lian)曾叫它是(shi)“社會主義陣營安全(quan)的(de)心(xin)臟”），我國(guo)于1964年研(yan)制(zhi)出優質的(de)分(fen)離膜元件（時稱(cheng)甲種分(fen)離膜，該(gai)技術獲1984年國(guo)家發明一(yi)等(deng)獎）。分(fen)離膜是(shi)每平(ping)方分(fen)米有數百萬個(ge)超微(wei)細孔的(de)多(duo)孔薄金屬板(ban)或薄膜，將(jiang)這些(xie)(xie)薄膜（板(ban)）卷(juan)成(cheng)管子(zi)(zi)(zi)并裝(zhuang)在(zai)密封(feng)的(de)擴(kuo)散(san)器(qi)里(li)，當(dang)UF6氣(qi)體加壓送到由這些(xie)(xie)管子(zi)(zi)(zi)組成(cheng)的(de)級聯(lian)(lian)(lian)裝(zhuang)置中，混(hun)(hun)合氣(qi)體便會逐(zhu)漸被分(fen)離，含(han)(han)(han)235U多(duo)的(de)濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)UF6氣(qi)體沿著級聯(lian)(lian)(lian)裝(zhuang)置向前流動(dong)，含(han)(han)(han)238U多(duo)的(de)稀薄UF6氣(qi)體則因流動(dong)滯后而(er)落下、分(fen)流了。該(gai)方法(fa)擴(kuo)散(san)、濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)過程需要幾千(qian)個(ge)連(lian)續的(de)級聯(lian)(lian)(lian)裝(zhuang)置，連(lian)續擴(kuo)散(san)可將(jiang)UF6混(hun)(hun)合氣(qi)體里(li)含(han)(han)(han)238U的(de)分(fen)子(zi)(zi)(zi)與含(han)(han)(han)235U的(de)分(fen)子(zi)(zi)(zi)分(fen)離，再用化學方法(fa)處理(li)已濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)的(de)UF6-235U氣(qi)體分(fen)子(zi)(zi)(zi)，進而(er)獲得235U。這種方法(fa)鈾濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)的(de)效(xiao)率不高、能耗大。

氣體離心法

1919年，德國(guo)科學家G．瑞皮完成(cheng)了(le)氣體(ti)離(li)心(xin)機(ji)的(de)基(ji)本(ben)設計(ji)。鈾濃縮離(li)心(xin)機(ji)概(gai)念和(he)(he)應用則是(shi)20世(shi)紀30-40年代由美囯弗吉(ji)尼亞(ya)大學的(de)高速離(li)心(xin)機(ji)專家J．W．伯莫斯(si)提出的(de)。1934年，伯莫斯(si)成(cheng)功(gong)地分(fen)離(li)了(le)兩種氯同位素；1941年，他(ta)和(he)(he)同事利用離(li)心(xin)機(ji)首次成(cheng)功(gong)地分(fen)離(li)了(le)鈾同位素。分(fen)離(li)共設計(ji)了(le)3種離(li)心(xin)機(ji)，其(qi)工(gong)作曾引起美國(guo)當(dang)時正實施的(de)“曼哈頓計(ji)劃”（研制(zhi)原子彈的(de)計(ji)劃）領導(dao)人的(de)注意(yi)，但美國(guo)最終選擇(ze)了(le)氣體(ti)擴(kuo)散法。

氣(qi)體離心(xin)法也適用于處理鈾(you)的(de)(de)(de)混合液體或(huo)鈾(you)蒸汽，它(ta)使用獨特設計的(de)(de)(de)離心(xin)機(ji)使氣(qi)體或(huo)液體能不間斷(duan)(duan)地在各(ge)個離心(xin)機(ji)中(zhong)(zhong)流動，可連續運轉加工(gong)鈾(you)氣(qi)流或(huo)鈾(you)液體流。當前，濃縮鈾(you)常用這種機(ji)械(xie)式分(fen)離法。此法中(zhong)(zhong)，真空高(gao)速離心(xin)機(ji)是關鍵設備，國(guo)(guo)際上常把有(you)無該設備作為判斷(duan)(duan)一個國(guo)(guo)家是否進行核(he)武器研究的(de)(de)(de)標志(zhi)。與氣(qi)體擴(kuo)散(san)法相比(bi)，氣(qi)體離心(xin)法工(gong)效較高(gao)、所(suo)需電能大幅減(jian)少，所(suo)以該法已被大多的(de)(de)(de)濃縮鈾(you)工(gong)廠采用。

將高壓(ya)UF6氣(qi)體注(zhu)入(ru)高速(su)轉動的(de)(de)(de)(de)封閉式離(li)心(xin)機里(li)，由于質(zhi)量存在差異，長時間旋轉依靠慣性離(li)心(xin)力，較(jiao)輕的(de)(de)(de)(de)UF6中235U分子(zi)(zi)大(da)(da)多(duo)集中在容(rong)器(qi)轉軸(zhou)處(chu)，較(jiao)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)UF6-238U分子(zi)(zi)則大(da)(da)多(duo)結集在邊緣。若沿軸(zhou)向從外(wai)部導入(ru)氣(qi)流，并使(shi)轉軸(zhou)處(chu)的(de)(de)(de)(de)這股氣(qi)體向上(shang)(shang)流動，邊緣處(chu)外(wai)部導入(ru)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)體向下(xia)流動。如此，離(li)心(xin)機下(xia)方(fang)收(shou)(shou)集的(de)(de)(de)(de)是較(jiao)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)UF6-238U氣(qi)體，上(shang)(shang)方(fang)則是需(xu)要的(de)(de)(de)(de)、較(jiao)輕的(de)(de)(de)(de)UF6-235U氣(qi)體。在近軸(zhou)處(chu)富(fu)集的(de)(de)(de)(de)UF6-235U氣(qi)體被導出，再輸送到下(xia)一(yi)臺離(li)心(xin)機繼續分離(li)——逐漸(jian)累積、純化(hua)、濃(nong)縮。隨著較(jiao)輕的(de)(de)(de)(de)UF6-235U氣(qi)體穿過(guo)一(yi)系列(lie)高速(su)離(li)心(xin)機，其235U同(tong)位(wei)素分子(zi)(zi)富(fu)集度(du)會越來越大(da)(da)。最后，利用化(hua)學法處(chu)理已收(shou)(shou)集的(de)(de)(de)(de)、較(jiao)輕的(de)(de)(de)(de)UF6-235U氣(qi)體，就可獲得工業或軍用級(ji)濃(nong)縮鈾。

通常，氣體(ti)離心機廠(chang)(chang)需(xu)要幾千臺高速真空離心機連續、長期地工作才(cai)能得到武(wu)器級濃(nong)縮(suo)(suo)鈾等（2010年(nian)下(xia)半(ban)年(nian)，因外界攻擊，伊(yi)朗納坦茲鈾濃(nong)縮(suo)(suo)工廠(chang)(chang)至(zhi)少有1/5的(de)離心機因感染“震網”病毒被迫關閉；2011年(nian)2月末(mo)，國際原子能機構的(de)報告(gao)說，該廠(chang)(chang)現有低純度濃(nong)縮(suo)(suo)鈾約3600公(gong)斤）。

其他幾種方法

（1）激光分離法

氣體(ti)離(li)(li)心法(fa)(fa)濃縮成(cheng)本較高(gao)、效率也不(bu)理想，先進的(de)(de)濃縮法(fa)(fa)是激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)分(fen)離(li)(li)法(fa)(fa)。利用激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)濃縮鈾，能(neng)(neng)降低生產成(cheng)本。其(qi)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)理基于(yu)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)有(you)較好的(de)(de)單(dan)色性和(he)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)核的(de)(de)同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)光(guang)(guang)譜位(wei)(wei)移(yi)等。各同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)核的(de)(de)中(zhong)子(zi)(zi)(zi)數不(bu)同(tong)(tong)，它們(men)的(de)(de)能(neng)(neng)級會(hui)發(fa)生同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)位(wei)(wei)移(yi)，發(fa)出(chu)的(de)(de)輻波長會(hui)有(you)小(xiao)差異。激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)的(de)(de)單(dan)色性好，這樣(yang)能(neng)(neng)做到(dao)(dao)用和(he)某(mou)同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)核的(de)(de)輻射波長相同(tong)(tong)的(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)去激(ji)(ji)(ji)(ji)發(fa)其(qi)中(zhong)的(de)(de)某(mou)種原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)，而不(bu)會(hui)把(ba)其(qi)他同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)一起激(ji)(ji)(ji)(ji)發(fa)，即用激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)可單(dan)獨(du)地把(ba)同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)團中(zhong)的(de)(de)某(mou)同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)先電(dian)離(li)(li)；再用電(dian)場將電(dian)離(li)(li)的(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)從同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)混合(he)物中(zhong)單(dan)獨(du)分(fen)離(li)(li)出(chu)來，將這些原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)激(ji)(ji)(ji)(ji)發(fa)到(dao)(dao)高(gao)能(neng)(neng)級；最(zui)后利用高(gao)能(neng)(neng)級的(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)和(he)基態的(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)參(can)加化(hua)(hua)學反(fan)應的(de)(de)活力不(bu)同(tong)(tong)，通過化(hua)(hua)學反(fan)應法(fa)(fa)便可把(ba)它分(fen)離(li)(li)，聚集(ji)后就獲得了(le)所需的(de)(de)同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)。

激(ji)光分離(li)法(fa)濃縮235U，比其他方法(fa)優越，設備可(ke)(ke)大(da)大(da)簡化(hua)，成(cheng)本(ben)可(ke)(ke)大(da)幅降低。據估計，該法(fa)生產(chan)(chan)(chan)投資約是(shi)氣(qi)體擴(kuo)散法(fa)的(de)1/2，生產(chan)(chan)(chan)過程耗能(neng)只有(you)氣(qi)體擴(kuo)散法(fa)的(de)1/10左右。所以(yi)，多(duo)個國家已重視開(kai)發這種鈾(you)(you)燃料(liao)生產(chan)(chan)(chan)技(ji)術。1977年美國開(kai)始研究用(yong)激(ji)光提(ti)純濃縮鈾(you)(you)，并(bing)證實(shi)此法(fa)的(de)可(ke)(ke)行(xing)性等；1982年美國能(neng)源(yuan)部確定，今后美國使用(yong)激(ji)光分離(li)法(fa)生產(chan)(chan)(chan)鈾(you)(you)燃料(liao)。此法(fa)利用(yong)238U、235U形成(cheng)的(de)化(hua)合物化(hua)學鍵的(de)鍵能(neng)不同，利用(yong)激(ji)光單一頻(pin)率(lv)的(de)性質可(ke)(ke)有(you)選擇的(de)使一種鈾(you)(you)化(hua)合物的(de)化(hua)學鍵斷裂達(da)到分離(li)效果。

激(ji)光分離技(ji)術現有激(ji)光原子(zi)法(fa)和(he)激(ji)分子(zi)法(fa)：

原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)法濃(nong)縮用的(de)(de)原(yuan)(yuan)料是(shi)提煉(lian)鈾(you)(you)(you)礦后(hou)的(de)(de)鈾(you)(you)(you)塊，再(zai)把鈾(you)(you)(you)塊加熱到高溫(wen)，形成鈾(you)(you)(you)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)蒸氣(qi)(qi)，鈾(you)(you)(you)蒸氣(qi)(qi)里(li)含(han)有(you)234U、235U、238U原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)。然(ran)后(hou)用可見光波段的(de)(de)激光（如用銅蒸氣(qi)(qi)激光泵浦的(de)(de)染料激光器(qi)）照射鈾(you)(you)(you)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)蒸氣(qi)(qi)，調諧激光器(qi)的(de)(de)輸出波長，讓它落在235U的(de)(de)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)吸(xi)收(shou)譜線(xian)中(zhong)心，使235U原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)電離(li)，但(dan)不激發(fa)或電離(li)238U原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)等。然(ran)后(hou)，利用電場對通過收(shou)集板的(de)(de)235U原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)掃(sao)描(miao)、分離(li)，如此(ci)235U原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)就從(cong)鈾(you)(you)(you)同(tong)位素混合氣(qi)(qi)體里(li)中(zhong)分出來了。這種(zhong)技術(shu)較成熟，已處于(yu)生產(chan)應用階段。

分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)法濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)法則(ze)依靠鈾同位(wei)素(su)吸(xi)收光(guang)(guang)譜上(shang)存在差(cha)異，它用(yong)(yong)的(de)(de)原料是鈾的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)（如UF6），先用(yong)(yong)中紅外(wai)波(bo)(bo)(bo)段(duan)的(de)(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)（如波(bo)(bo)(bo)長(chang)16微米的(de)(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)）照射UF6混合(he)氣(qi)體分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)，激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)波(bo)(bo)(bo)長(chang)正好是讓235U化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)電(dian)離，235U分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)吸(xi)收了這(zhe)些光(guang)(guang)子(zi)(zi)(zi)，能(neng)態會提高；再用(yong)(yong)紫外(wai)線激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器分(fen)(fen)(fen)解(jie)UF6混合(he)氣(qi)體分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)，便可從中分(fen)(fen)(fen)離出235U，最后讓含235U化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)通過分(fen)(fen)(fen)解(jie)反(fan)應，就可得(de)到(dao)235U。理論上(shang)它能(neng)生(sheng)(sheng)產(chan)出很純的(de)(de)235U等，但此法還未達到(dao)生(sheng)(sheng)產(chan)階段(duan)；從發展潛力看，分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)法則(ze)比原子(zi)(zi)(zi)法優(you)越。分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)法濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)用(yong)(yong)的(de)(de)原料是鈾的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)，原料來(lai)源(yuan)較豐(feng)富，且(qie)分(fen)(fen)(fen)離過程(cheng)不需加熱；原子(zi)(zi)(zi)法濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)則(ze)需加熱到(dao)2000多℃，高溫鈾蒸氣(qi)有很強的(de)(de)腐(fu)蝕性。相對而(er)言，分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)法生(sheng)(sheng)產(chan)設備(bei)較簡單，成本較低。

分(fen)子激光(guang)(guang)法(fa)只能用于濃(nong)縮UF6，不適于純化、濃(nong)縮金屬钚（制造原(yuan)子彈(dan)等更好(hao)的(de)核(he)材料）的(de)化合物；原(yuan)子激光(guang)(guang)法(fa)既能濃(nong)縮金屬鈾(you)，也(ye)能濃(nong)縮金屬钚。可(ke)見，分(fen)子激光(guang)(guang)法(fa)比原(yuan)子激光(guang)(guang)法(fa)在防核(he)擴散方面會有利一(yi)些。

（2）氣體動力學法

該技術(shu)將UF6氣(qi)體與(yu)氫(qing)或氦的(de)(de)(de)混(hun)合(he)氣(qi)體經過壓縮高(gao)速(su)通過一(yi)個噴嘴，然后(hou)穿過一(yi)個特定的(de)(de)(de)曲(qu)面(mian)，這樣便可(ke)獲得從鈾的(de)(de)(de)混(hun)合(he)氣(qi)體中(zhong)分(fen)離(li)(li)235U同位素的(de)(de)(de)離(li)(li)心力。氣(qi)體動力學分(fen)離(li)(li)法為實現濃縮純度所需的(de)(de)(de)級聯比氣(qi)體擴散法少，但它需大量(liang)的(de)(de)(de)電能(neng)。UF6與(yu)氫(qing)的(de)(de)(de)混(hun)合(he)氣(qi)體在離(li)(li)心機中(zhong)的(de)(de)(de)渦流(liu)板上高(gao)速(su)離(li)(li)心旋轉(zhuan)后(hou)，UF6氣(qi)體濃縮流(liu)和(he)UF6氣(qi)體貧化流(liu)分(fen)別由兩(liang)條管道(dao)流(liu)出；處理收集的(de)(de)(de)已(yi)經多次分(fen)離(li)(li)的(de)(de)(de)UF6氣(qi)體濃縮流(liu)，最后(hou)可(ke)得到濃縮鈾。

（3）電磁分離法

鈾同(tong)位(wei)素電(dian)磁分(fen)離濃縮(suo)技(ji)(ji)術，基(ji)于電(dian)離的原(yuan)子(zi)在(zai)磁場作圓周運動時(shi)，質量不(bu)同(tong)的離子(zi)因旋轉半徑不(bu)同(tong)而(er)被分(fen)離。它是使鈾同(tong)位(wei)素原(yuan)子(zi)離子(zi)同(tong)時(shi)穿過電(dian)磁體的磁場，由于235U圓周運動半徑與(yu)235U不(bu)同(tong)而(er)被分(fen)離。這是20世紀(ji)40年代(dai)(dai)初使用的技(ji)(ji)術，伊拉克20世紀(ji)80年代(dai)(dai)的實(shi)驗研究(jiu)表明，該技(ji)(ji)術與(yu)當代(dai)(dai)電(dian)子(zi)學結合(he)能生產武器級鈾材料。

（4）離子交換法

鈾(you)(you)的(de)幾(ji)種(zhong)同位(wei)(wei)素在(zai)質(zhi)量上(shang)(shang)的(de)微小差異，能(neng)引起(qi)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)反應平衡的(de)小的(de)變化(hua)(hua)，這可(ke)用(yong)來作同位(wei)(wei)素分離的(de)基(ji)礎。該方法(fa)有兩(liang)種(zhong)工藝過(guo)程(cheng)：液—液化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)交(jiao)(jiao)換過(guo)程(cheng)和固—液離子(zi)(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)換過(guo)程(cheng)，后(hou)者須用(yong)直徑大(da)于1米離子(zi)(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)換柱(zhu)，這是一耐腐蝕、耐高壓的(de)圓筒(tong)狀柱(zhu)。1964年10月(yue)(yue)，我國(guo)(guo)爆(bao)炸的(de)第一顆原子(zi)(zi)(zi)(zi)彈就是用(yong)此法(fa)濃(nong)縮(suo)的(de)235U制(zhi)造而(er)成(cheng)的(de)。當時(shi)，以放射(she)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)家楊承宗（1951年6月(yue)(yue)，他(ta)獲得巴黎大(da)學(xue)(xue)(xue)理學(xue)(xue)(xue)院博(bo)士學(xue)(xue)(xue)位(wei)(wei)，其(qi)答(da)辯(bian)通過(guo)的(de)博(bo)士論文就是《離子(zi)(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)換法(fa)分離放射(she)性元素的(de)研究(jiu)》）為首的(de)我國(guo)(guo)科研人員，在(zai)通州“五所”（鈾(you)(you)濃(nong)縮(suo)研究(jiu)所）利用(yong)離子(zi)(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)換法(fa)純化(hua)(hua)處理了上(shang)(shang)百噸各種(zhong)土法(fa)冶煉生(sheng)產(chan)的(de)重鈾(you)(you)酸銨。經(jing)過(guo)兩(liang)年多(duo)的(de)奮戰，他(ta)們生(sheng)產(chan)出了2.5噸符合原子(zi)(zi)(zi)(zi)彈原料要求的(de)純鈾(you)(you)化(hua)(hua)合物(wu)(wu)，提前3個月(yue)(yue)為我國(guo)(guo)成(cheng)功試爆(bao)原子(zi)(zi)(zi)(zi)彈提供(gong)了核心(xin)物(wu)(wu)質(zhi)。

鈾的用途

1942年前鈾(you)主要用(yong)作玻璃和陶瓷的(de)(de)著色劑，用(yong)量很少。隨著235U鏈式核裂變(bian)反應的(de)(de)被(bei)發(fa)現，核裂變(bian)釋放的(de)(de)巨大能量 （1kg235U釋放的(de)(de)裂變(bian)能相當于1800tTNT炸藥）引起人們的(de)(de)注意，首先用(yong)于制(zhi)造原子彈(dan)、氫(qing)彈(dan)。

鈾核反應堆

從50年代后期開始，鈾被越(yue)來越(yue)多地用作核發電的核燃(ran)料。1kg235U核完全裂變所釋放(fang)的能量相當于燃(ran)燒(shao)2700t優質煤所放(fang)出(chu)的能量。

此外(wai)，鈾(you)核反應(ying)堆也(ye)可用作輻照(zhao)源(yuan)，用于(yu)農業輻照(zhao)育種、食品(pin)工業食品(pin)保鮮和滅菌，也(ye)可用于(yu)生產人造(zao)元素。在醫藥方(fang)面用于(yu)放射治療、放射免疫藥盒、造(zao)影診斷等，在工業和地質等方(fang)面用于(yu)工業探傷、自動控制、地質勘探和文物考古(gu)等。

科學研究及工(gong)業實踐證明，鈾(you)(you)是惟一(yi)(yi)的(de)一(yi)(yi)次天然核燃(ran)料，核能工(gong)業必(bi)須依(yi)靠(kao)鈾(you)(you)。由于(yu)(yu)(yu)核能工(gong)業具(ju)有(you)和平和軍(jun)事(shi)應用(yong)兩種(zhong)目的(de)，因此鈾(you)(you)便(bian)成為一(yi)(yi)種(zhong)特(te)殊商品金屬，其生(sheng)產(chan)受到政治、社會和經濟(ji)多(duo)種(zhong)因素(su)的(de)影響。20世紀40～50年(nian)代，鈾(you)(you)主要用(yong)于(yu)(yu)(yu)核武器(qi)，50年(nian)代以后主要用(yong)于(yu)(yu)(yu)核發(fa)電(dian)。世界鈾(you)(you)的(de)產(chan)量(liang)(liang)長(chang)期(qi)供過(guo)于(yu)(yu)(yu)需(xu)，有(you)大(da)量(liang)(liang)庫存。國際市場每公斤U3O8的(de)價格從(cong)1978年(nian)初的(de)97美(mei)元降至(zhi)1990年(nian)的(de)19.84美(mei)元。西方國家鈾(you)(you)年(nian)產(chan)量(liang)(liang)亦由1980年(nian)的(de)43960t降至(zhi)1985年(nian)的(de)35278t。但在這段時期(qi)內，核電(dian)站發(fa)展迅速(su)，1980年(nian)裝機總(zong)容量(liang)(liang)為1.35億(yi)kW，1989年(nian)增至(zhi)3.18億(yi)kW。1985年(nian)鈾(you)(you)的(de)年(nian)產(chan)量(liang)(liang)低于(yu)(yu)(yu)核發(fa)電(dian)的(de)需(xu)要量(liang)(liang)。

原子彈

把(ba)常規炸藥有(you)(you)規律地安放在(zai)鈾(you)的(de)(de)(de)(de)(de)周圍，然后使用(yong)電(dian)子(zi)(zi)雷管使這(zhe)(zhe)(zhe)些炸藥精確(que)的(de)(de)(de)(de)(de)同時爆(bao)炸，產生的(de)(de)(de)(de)(de)巨大壓(ya)力將(jiang)鈾(you)壓(ya)到(dao)(dao)(dao)一起，并(bing)被(bei)(bei)(bei)壓(ya)縮，達到(dao)(dao)(dao)臨(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)(jie)條件(jian)，發生爆(bao)炸。或者將(jiang)兩塊(kuai)總(zong)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)超(chao)過(guo)(guo)臨(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)鈾(you)塊(kuai)合(he)到(dao)(dao)(dao)一起，也會發生猛烈(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)爆(bao)炸。臨(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)是(shi)(shi)(shi)指(zhi)維持(chi)核子(zi)(zi)連(lian)鎖(suo)反(fan)(fan)應所需(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)裂變(bian)材(cai)料質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)。不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)可裂變(bian)材(cai)料，受核子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)（如裂變(bian)橫(heng)切面）、物(wu)理性(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、物(wu)料形狀、純度(du)、是(shi)(shi)(shi)否被(bei)(bei)(bei)中子(zi)(zi)反(fan)(fan)射物(wu)料包圍、是(shi)(shi)(shi)否有(you)(you)中子(zi)(zi)吸收(shou)物(wu)料等等因素影響，而會有(you)(you)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)臨(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)。剛好(hao)可能(neng)以(yi)(yi)產生連(lian)鎖(suo)反(fan)(fan)應的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)合(he)，稱(cheng)(cheng)為(wei)(wei)已(yi)達臨(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)(jie)點(dian)。比這(zhe)(zhe)(zhe)樣更多質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)合(he)，核反(fan)(fan)應的(de)(de)(de)(de)(de)速率會以(yi)(yi)指(zhi)數增長，稱(cheng)(cheng)為(wei)(wei)超(chao)臨(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)(jie)。如果組(zu)合(he)能(neng)夠在(zai)沒(mei)有(you)(you)延遲放出中子(zi)(zi)之(zhi)下(xia)進(jin)行連(lian)鎖(suo)反(fan)(fan)應，這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)臨(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)(jie)被(bei)(bei)(bei)稱(cheng)(cheng)為(wei)(wei)即發臨(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)(jie)，是(shi)(shi)(shi)超(chao)臨(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)一種(zhong)。即發臨(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)(jie)組(zu)合(he)會產生核爆(bao)炸。如果組(zu)合(he)比臨(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)(jie)點(dian)小，裂變(bian)會隨時間減(jian)少，稱(cheng)(cheng)之(zhi)為(wei)(wei)次臨(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)(jie)。核子(zi)(zi)武(wu)器在(zai)引爆(bao)以(yi)(yi)前必須維持(chi)在(zai)次臨(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)(jie)。以(yi)(yi)鈾(you)核彈(dan)為(wei)(wei)例，可以(yi)(yi)把(ba)鈾(you)分(fen)成數大塊(kuai)，每塊(kuai)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)維持(chi)在(zai)臨(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)(jie)以(yi)(yi)下(xia)。引爆(bao)時把(ba)鈾(you)塊(kuai)迅(xun)速結合(he)。投擲在(zai)廣島的(de)(de)(de)(de)(de)“小男孩”原子(zi)(zi)彈(dan)是(shi)(shi)(shi)把(ba)一小塊(kuai)的(de)(de)(de)(de)(de)鈾(you)透過(guo)(guo)槍管射向另一大塊(kuai)鈾(you)上，造成足夠的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)。這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)設計稱(cheng)(cheng)為(wei)(wei)“槍式”。

銷售信息

2023年(nian)11月21日(ri)，由(you)于對(dui)核能(neng)的(de)需求復蘇和供應(ying)中(zhong)斷，鈾的(de)價(jia)格15年(nian)來首(shou)次突破80美元(yuan)/磅。紐商所追蹤實物市場鈾原料黃餅（yellowcake）合(he)約的(de)期貨當天觸及80.25美元(yuan)/磅。