鈾(you)(Uranium)是(shi)原(yuan)子序(xu)數為92的(de)元(yuan)(yuan)素(su)，其元(yuan)(yuan)素(su)符(fu)號(hao)是(shi)U，是(shi)自然(ran)界中能夠找到的(de)最重原(yuan)生元(yuan)(yuan)素(su)。在自然(ran)界中存在三種同位(wei)素(su)，均帶有(you)放射性，擁有(you)非常長(chang)的(de)半衰(shuai)期(qi)（數十(shi)萬年(nian)(nian)(nian)~45億年(nian)(nian)(nian)）。此外還有(you)12種人工(gong)同位(wei)素(su)(226U~240U)。鈾(you)在1789年(nian)(nian)(nian)由馬(ma)丁(ding)·海因里希(xi)·克拉普羅特(te)（Martin Heinrich Klaproth）發現(xian)。鈾(you)化合物(wu)早期(qi)用于瓷器的(de)著色，在核(he)(he)裂變現(xian)象被(bei)發現(xian)后用作為核(he)(he)燃料(liao)。
2023年(nian)4月，日本與韓(han)國科學家發現了一種以前未(wei)知的鈾同(tong)位素(su)——鈾-241。11月21日，鈾的價格15年(nian)來首次突(tu)破80美(mei)元/磅。
自然產(chan)生(sheng)的最重的金(jin)屬。呈(cheng)銀白色，具有(you)硬(ying)度強、密度高、可(ke)延展、有(you)放射性(xing)等(deng)特征。一般(ban)在鈾與氧、氧化(hua)物(wu)或硅酸鹽的結合中發(fa)現鈾。鈾原子(zi)能發(fa)生(sheng)裂(lie)變反應(ying)，釋放大量能量從而可(ke)以應(ying)用于發(fa)電(dian)，核(he)(he)武器制造等(deng)領域。第二(er)次世(shi)界大戰(zhan)中盟(meng)軍的核(he)(he)武器計劃引發(fa)對鈾的需求(qiu)，鈾的生(sheng)產(chan)應(ying)運而生(sheng)。到20世(shi)紀70年代，鈾的生(sheng)產(chan)工業已穩固(gu)地建立起來。
鈾(you)是Ⅲb族錒(a)系放(fang)射性化學元素，符號(hao)U，原(yuan)(yuan)子(zi)序數92，相對原(yuan)(yuan)子(zi)質量238.03，是原(yuan)(yuan)子(zi)序數和相對原(yuan)(yuan)子(zi)質量最大(da)的(de)(de)天然元素。鈾(you)在(zai)常溫(wen)下是銀白色的(de)(de)致(zhi)密金屬，鈾(you)的(de)(de)新切(qie)面呈發亮(liang)的(de)(de)鋼灰色，但(dan)在(zai)室溫(wen)空氣中(zhong)逐漸生成黑(hei)色氧化膜(mo)。
鈾(you)原子的外電(dian)子層構型為(wei)[Rn]5f36d17s2，5f36d17s2殼(ke)層為(wei)價(jia)電(dian)子。鈾(you)有+3、+4、+5、+6四種價(jia)態，以(yi)+4和+6價(jia)態為(wei)主。
鈾是(shi)(shi)正(zheng)電性(xing)(xing)很強的(de)(de)活潑(po)元素，與(yu)幾乎所(suo)有(you)(you)非金屬元素（惰(duo)性(xing)(xing)氣(qi)體除外）反應(ying)(ying)生成(cheng)化合物(wu)，常以U3+、U4+、UO2+和(he)UO22+離子形式(shi)存在(zai)(zai)。鈾與(yu)氫(qing)在(zai)(zai)523K時發(fa)生可逆反應(ying)(ying)，生成(cheng)UH3。鈾-氧系比較復雜，在(zai)(zai)UO2～UO3間(jian)存在(zai)(zai)多種相(xiang)，重(zhong)要(yao)的(de)(de)氧化物(wu)有(you)(you)UO2、U3O8和(he)UO3。其中UO2是(shi)(shi)當(dang)前應(ying)(ying)用最(zui)廣泛的(de)(de)核(he)燃料。鈾與(yu)鹵素生成(cheng)核(he)燃料制備(bei)工藝中重(zhong)要(yao)的(de)(de)化合物(wu)。如UF4是(shi)(shi)生產金屬鈾和(he)UF6的(de)(de)中間(jian)產物(wu)。UF6的(de)(de)三相(xiang)點為(wei)337K，是(shi)(shi)氣(qi)態鈾同位(wei)素分離的(de)(de)原料。碳化鈾、氮化鈾和(he)硅(gui)化鈾都是(shi)(shi)性(xing)(xing)能優越的(de)(de)被認為(wei)有(you)(you)希望的(de)(de)核(he)燃料。
金屬鈾在空氣中(zhong)會變暗，可(ke)為(wei)(wei)蒸汽和酸腐蝕(shi)(shi)，但(dan)耐(nai)堿腐蝕(shi)(shi)。其原子半徑為(wei)(wei)138.5pm；U3+、U4+、U5+、U6+的離子半徑分別為(wei)(wei)103、97、89及80pm。鈾的電(dian)負性據鮑(bao)林（Pauling）測定為(wei)(wei)1.38；阿爾勒德（Allred）和羅切夫（Rochow）測定為(wei)(wei)1.22。
鈾能(neng)與(yu)大多數非金屬元素及其化合(he)物發生反(fan)應，反(fan)應的(de)(de)溫度(du)和反(fan)應速度(du)隨鈾的(de)(de)粒(li)度(du)而異。鈾在室溫的(de)(de)空氣或氧氣中能(neng)自(zi)燃，細粒(li)鈾在水中亦能(neng)自(zi)燃。在一定條件下，鈾氧化放出的(de)(de)能(neng)量(liang)可引(yin)起爆(bao)炸。鈾粉塵的(de)(de)爆(bao)炸濃度(du)下限為55mg/dm3。鈾能(neng)與(yu)許(xu)多金屬反(fan)應生成金屬間化合(he)物。鈾可與(yu)鈮、鉿、鋯、鉬(mu)及鈦生成固溶體。
鈾(you)及其(qi)化(hua)(hua)合(he)物(wu)均有較大(da)的(de)化(hua)(hua)學(xue)毒性(xing)(xing)，空氣(qi)中(zhong)可(ke)溶(rong)(rong)性(xing)(xing)鈾(you)化(hua)(hua)合(he)物(wu)的(de)允(yun)許濃度為(wei)0.05mg/m3，不(bu)溶(rong)(rong)性(xing)(xing)鈾(you)化(hua)(hua)合(he)物(wu)的(de)允(yun)許濃度為(wei)0.25mg/m3，人體對天然鈾(you)的(de)放射性(xing)(xing)允(yun)許劑量(liang)，可(ke)溶(rong)(rong)性(xing)(xing)鈾(you)化(hua)(hua)合(he)物(wu)是(shi)7400Bq，不(bu)溶(rong)(rong)性(xing)(xing)鈾(you)化(hua)(hua)合(he)物(wu)是(shi)333Bq。
鈾(you)(you)是(shi)放射(she)性金(jin)屬(shu)元素，可(ke)作為(wei)核反(fan)應的燃料(liao)。鈾(you)(you)是(shi)銀白(bai)色(se)金(jin)屬(shu)，幾(ji)乎與鋼一樣硬，密度高（相(xiang)對密度約18.95），熔點1135℃，沸(fei)點4134℃。在(zai)核能量發(fa)展之前，它(ta)被用(yong)作制(zhi)造黃色(se)玻(bo)璃。鈾(you)(you)是(shi)自然界存在(zai)的原子序數最(zui)高的元素。1841年E.佩利（1811-1890）離析(xi)出金(jin)屬(shu)鈾(you)(you)，雖然在(zai)此之前鈾(you)(you)已在(zai)瀝青(qing)鈾(you)(you)礦(kuang)(kuang)中被認(ren)知(zhi)。它(ta)也(ye)藏于云母(mu)鈾(you)(you)礦(kuang)(kuang)、釩鉀鈾(you)(you)礦(kuang)(kuang)和獨居石(shi)中；主要分布于加拿大、澳大利亞、南非(fei)。可(ke)通過(guo)氣體擴散(san)技術從易揮發(fa)氣體六氟化鈾(you)(you)（UF6）中分離各(ge)同位(wei)素鈾(you)(you)。
鈾存在(zai)三種同(tong)素異形體，其(qi)存在(zai)溫(wen)度和主(zhu)要結(jie)構特(te)征列于表(biao)中。α-U在(zai)室溫(wen)時的(de)密度為19.02t/m3。α-U和β-U呈明顯(xian)的(de)各向異性，如在(zai)298～523K之間，α-U單晶沿a、b、c軸熱(re)膨(peng)脹系(xi)數分別為αa=+33.24×10-6/K、αb=-6.49×10-6/K、αc=+30.36×10-6/K。γ-U有(you)各向同(tong)性結(jie)構。無序排列的(de)多(duo)晶鈾在(zai)293～373K范(fan)圍的(de)熱(re)膨(peng)脹系(xi)數等于16.3×10-6/K。在(zai)5～350K之間的(de)比熱(re)為27.66J/（mol·K）。α-U的(de)熱(re)導率(lv)隨溫(wen)度提高而增加(jia)，室溫(wen)下為25.1W/（m·K），1033K時為37.7W/（m·K）。
鈾(you)的力學性(xing)質隨試樣(yang)爐號(hao)和(he)熱(re)處理的不同而(er)異(yi)。對(dui)α軋制α退火(huo)的試樣(yang)，得到室(shi)溫(wen)最大屈服強度(du)為206.8-275.8 MPa，對(dui)小變形(xing)量擠壓鈾(you)，室(shi)溫(wen)抗拉強度(du)極限為586.1～861.8MPa。鈾(you)有(you)三種晶格結(jie)構：α-U為斜(xie)方結(jie)構，a=284.785pm，b=585.801pm，c=494.553pm；β-U為正方結(jie)構，a=1076.0pm，c=565.2pm；γ-U為體心立方結(jie)構，a=352.4pm。它(ta)們(men)的轉換溫(wen)度(du)為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）
晶(jing)體結構 斜方 四方 體心立(li)方
晶胞中原子數 （個） 4 30 2
晶格常數(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(hua)熱Q/kJ·mol-1 15.5
氣化(hua)熱Q/kJ·mol-1 417.1
密度ρ/kg·m-3 18950（293K），17907（熔點(dian)液體）
熱導(dao)率λ/W·m-1·K-1 27.6（300K）
電(dian)阻率ρ/Ω·m 30.8×10-8（273K）
摩(mo)爾(er)體積Vm/cm3 12.56
線脹系數αl/K-1 12.6×10-6
天然鈾(you)含有三種同位素：238U、235U和234U，它們(men)的(de)(de)含量分(fen)(fen)別為(wei)99.28%（238U）、0.71%（235U）和0.006%（234U），半(ban)衰期(qi)分(fen)(fen)別為(wei)（238U）4.51×109、（235U）7.09×108和（234U）2.35×105年(nian)。其中(zhong)(zhong)以(yi)235U為(wei)最(zui)重要(yao)，是目前核(he)動力的(de)(de)燃料(liao)。一(yi)個(ge)(ge)235U核(he)吸收一(yi)個(ge)(ge)熱(re)中(zhong)(zhong)子發生裂變時放出(chu)約2.5個(ge)(ge)中(zhong)(zhong)子，并釋放出(chu)207MeV能量。1kg235U核(he)裂變放出(chu)的(de)(de)能量相當于燃燒2700t煤所(suo)產生的(de)(de)能量。根(gen)據反應堆堆型及其工(gong)作條件，核(he)燃料(liao)可(ke)采用(yong)天然鈾(you)或(huo)提(ti)高(gao)了U含量的(de)(de)富(fu)集鈾(you)。用(yong)氣體(ti)擴散法、離心法或(huo)激光法等(deng)分(fen)(fen)離鈾(you)同位素，可(ke)使U的(de)(de)富(fu)集度達到90%以(yi)上。U俘獲中(zhong)(zhong)子后轉變成易裂變的(de)(de)Pu（钚）。Pu和U也是制(zhi)造(zao)核(he)武器的(de)(de)主要(yao)原料(liao)。
在(zai)25km地殼內(nei)含(han)1014t鈾(you)(you)，其中海水(shui)含(han)1010t，每噸海水(shui)平(ping)均含(han)鈾(you)(you)3.3mg。自然界存在(zai)幾百種含(han)鈾(you)(you)的礦物，但大多(duo)是貧礦，所以經(jing)濟地大量開采很困難(nan)。目前(qian)，經(jing)濟上有開采價值(zhi)的鈾(you)(you)礦含(han)U3O8量為0.1%左(zuo)右。如果發展快中子增殖堆，則鈾(you)(you)資(zi)源利用率可比壓(ya)水(shui)堆提(ti)高60～70倍(bei)。
鈾同位素(su)中存量最多(duo)的(de)是238U，再(zai)者是可用作核能發電的(de)燃料的(de)235U，豐度(du)最少(shao)的(de)是234U。此(ci)外還(huan)有12種人(ren)工同位素(su)。
同位素 豐度 半衰(shuai)(shuai)(shuai)期 衰(shuai)(shuai)(shuai)變模式 衰(shuai)(shuai)(shuai)變能(neng)量(liang)（MeV）衰(shuai)(shuai)(shuai)變產物
232U 人造 68.9年(nian) 自發分裂 - -
α衰變 5.414 Th-228
233U 人造 159200年 自發(fa)分裂(lie) 197.93 -
α衰(shuai)變 4.909 Th-229
234U 0.01% 245500年 自(zi)發分裂(lie) 197.78 -
α衰變(bian) 4.859 Th-230
235U 0.72% 7.038×108年(nian) 自發分裂 202.48 -
α衰變(bian) 4.679 Th-231
236U 人(ren)造 2.342×107年 自發分裂 201.82 -
α衰變 4.572 Th-232
237U 人(ren)造(zao) 6.75日 β衰(shuai)變 0.519 Np-237
238U 99.28% 4.468×109年(nian) 自發分裂 205.87 -
α衰變 4.27 Th-234
鈾的熱中子吸收截(jie)面為7.60b±0.07b。鈾的同位(wei)(wei)素(su)（包括同核異能素(su)）有(you)15種，其質量數從227至240。鈾的天然同位(wei)(wei)素(su)組成列于(yu)下表(biao)。
核 素 相對原子(zi)質(zhi)量 自然豐(feng)度/% 半(ban)衰期(qi)T1/2/a 衰變(bian)模(mo)式及衰變(bian)能
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為錒鈾衰(shuai)變(bian)(bian)系的(de)(de)(de)(de)始(shi)祖核(he)(he)素(su)，238U為鈾鐳系的(de)(de)(de)(de)始(shi)祖核(he)(he)素(su)，234U是238U的(de)(de)(de)(de)衰(shuai)變(bian)(bian)系產(chan)物。235U是惟一(yi)天(tian)然的(de)(de)(de)(de)可裂(lie)變(bian)(bian)核(he)(he)素(su)。235U核(he)(he)素(su)受熱(re)中(zhong)子(zi)轟擊，吸收(shou)一(yi)個中(zhong)子(zi)后發生(sheng)(sheng)裂(lie)變(bian)(bian)（誘發裂(lie)變(bian)(bian)）。一(yi)個235U核(he)(he)在裂(lie)變(bian)(bian)時(shi)放出的(de)(de)(de)(de)總能(neng)(neng)量為195MeV，同時(shi)放出2～3（平(ping)均2.5）個中(zhong)子(zi)。只要其中(zhong)一(yi)個中(zhong)子(zi)引起另一(yi)個235U核(he)(he)發生(sheng)(sheng)裂(lie)變(bian)(bian)，鏈式核(he)(he)裂(lie)變(bian)(bian)就會(hui)持續進行下去(qu)。238U不是裂(lie)變(bian)(bian)核(he)(he)素(su)，但238U在反(fan)應(ying)堆活性區吸收(shou)中(zhong)子(zi)后生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)239U，239U再經(jing)兩次(ci)β衰(shuai)變(bian)(bian)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)裂(lie)變(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)Pu。因此，可以利(li)用快中(zhong)子(zi)增(zeng)殖堆充(chong)分發揮238U的(de)(de)(de)(de)作用，提高(gao)天(tian)然鈾的(de)(de)(de)(de)利(li)用率(lv)。
鈾(you)(you)（yóu）英文(wen)名Uranium，得(de)名于天(tian)王星(xing)的(de)(de)(de)名字“Uranus”。1789年(nian)(nian)M.H.克(ke)拉(la)(la)普羅特(te)（Martin Heinrich Klaproth）首(shou)先從瀝青(qing)鈾(you)(you)礦中發現(xian)(xian)(xian)了(le)“鈾(you)(you)”，就(jiu)用(yong)1781年(nian)(nian)新發現(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)一個(ge)行星(xing)——天(tian)王星(xing)命(ming)名它為uranium，元(yuan)素符(fu)號定為U。但1841年(nian)(nian)E.M.佩(pei)利若(ruo)（Eugene-Melchior Peligot）證明該物(wu)(wu)質系二氧化鈾(you)(you)，隨(sui)后用(yong)鉀(jia)還原UCl4制備(bei)了(le)金屬(shu)鈾(you)(you)。1896年(nian)(nian)A.H.貝可勒(le)爾（Antoine Henri Becquerel）發現(xian)(xian)(xian)了(le)鈾(you)(you)的(de)(de)(de)放射性現(xian)(xian)(xian)象。那(nei)時對鈾(you)(you)的(de)(de)(de)研(yan)究屬(shu)純理(li)論性的(de)(de)(de)，鈾(you)(you)化合物(wu)(wu)只用(yong)于玻璃和(he)(he)陶瓷的(de)(de)(de)著色(se)。1898年(nian)(nian)在鈾(you)(you)礦中發現(xian)(xian)(xian)了(le)鐳(lei)，鈾(you)(you)便成為開(kai)采鐳(lei)的(de)(de)(de)副產品。1938年(nian)(nian)O.哈恩（Otto Hahn）和(he)(he)F.施特(te)拉(la)(la)斯曼（Fritz Strassmann）用(yong)中子轟(hong)擊鈾(you)(you)核發現(xian)(xian)(xian)核裂變同時釋(shi)放出(chu)能量，引起了(le)人們重新對鈾(you)(you)的(de)(de)(de)重視。第二次(ci)世界大(da)戰期(qi)間和(he)(he)戰后，由(you)于核武器和(he)(he)核動力的(de)(de)(de)需要，加速了(le)鈾(you)(you)資源的(de)(de)(de)勘探和(he)(he)開(kai)采。
美國為此設立了(le)(le)專門(men)研(yan)究原(yuan)子(zi)彈(dan)(dan)的(de)(de)機(ji)構。1945年(nian)美國在日(ri)本廣島投(tou)擲(zhi)了(le)(le)第(di)一顆235U原(yuan)子(zi)彈(dan)(dan)，幾(ji)天后又在日(ri)本長崎投(tou)下了(le)(le)一顆239Pu原(yuan)子(zi)彈(dan)(dan)。1954年(nian)蘇聯建成(cheng)了(le)(le)第(di)一座核(he)電站。從(cong)此，鈾的(de)(de)科研(yan)和(he)(he)生產受到世界各國的(de)(de)高(gao)度重視，核(he)武器(qi)制造和(he)(he)核(he)發(fa)電工業便得到迅速(su)發(fa)展(zhan)。中國的(de)(de)鈾工業自20世紀50年(nian)代興起，已形(xing)成(cheng)完整的(de)(de)和(he)(he)具有相(xiang)當(dang)規模的(de)(de)科研(yan)和(he)(he)工業生產體系。
2023年(nian)4月，日本與韓國科學家發(fa)現(xian)了一(yi)種以前未知的鈾同位素——鈾-241。其原子(zi)序數為(wei)92，質量為(wei)241，半衰(shuai)期(qi)可能只有40分鐘，這(zhe)是自1979年(nian)以來科學家首次發(fa)現(xian)富含中子(zi)的鈾同位素。
鈾(you)(you)有多(duo)種化(hua)合物，主要鈾(you)(you)化(hua)合物的化(hua)學式、存在形態和用途列于下表。
名稱 化學(xue)式 存在形態 用 途(tu)
二氧化鈾(you) UO2 深褐色或黑(hei)色粉末 制造反應堆元(yuan)件或
生產UF4
三氧化鈾 UO3 無定形(xing)UO3或α-UO3，褐(he)色，β-UO3橙色粉末(mo)，γ-UO3 還原(yuan)成UO2
亮黃色，δ-UO3紅(hong)色，Σ-UO3磚紅(hong)色，η-UO3棕色
八氧化三鈾 U3O8 橄欖綠色（有時呈墨綠或黑色）粉末翠綠色晶體（綠鹽）儲存(cun)、還原(yuan)成UO2制取金(jin)屬鈾或UF6
四氟(fu)化(hua)鈾 UF4 室溫(wen)下近于白色固體，在(zai)309K溫(wen)度升華(hua)，最(zui)易揮發的(de)鈾化(hua)合物 同位素分離(li)，濃縮
六氟化鈾 UF6 235U
硝酸鈾酰 UO2(NO3)2 UO2（NO3）2·6H2O亮黃色(se)晶(jing)體(ti) 脫硝成(cheng)UO3
重(zhong)鈾酸(suan)銨(an) (NH4)2U2O7 黃色(se)沉淀物(wu)（俗(su)稱“黃餅”）質量好的呈片狀結晶 熱分解成(cheng)UO2或(huo)
UO3
三碳酸鈾酰銨 (NH4)4UO2(CO3)3 淡黃色晶體 熱分解成UO2
鈾能(neng)與(yu)多種金(jin)屬(shu)生成金(jin)屬(shu)間(jian)化(hua)合(he)物。鈾具有化(hua)學(xue)性(xing)(xing)質活潑、各向(xiang)異性(xing)(xing)結構和機械性(xing)(xing)能(neng)較差等缺(que)陷。鈾合(he)金(jin)的(de)(de)某(mou)些性(xing)(xing)質優于金(jin)屬(shu)鈾，這在核燃料元件制造中相(xiang)當重(zhong)要。添加適量的(de)(de)其他金(jin)屬(shu)，如(ru)鈮、鉻、鉬或鋯(gao)能(neng)改善鈾的(de)(de)熱(re)導率、晶體結構及金(jin)相(xiang)結構、熱(re)處理(li)特性(xing)(xing)、輻照穩定性(xing)(xing)和耐蝕性(xing)(xing)等。
貧(pin)(pin)鈾彈(dan)即利用貧(pin)(pin)鈾合金制造的(de)一種(zhong)高效燃燒穿甲(jia)彈(dan)，它(ta)借(jie)助貧(pin)(pin)鈾材(cai)料密(mi)度(du)大(da)(da)（鉛密(mi)度(du)的(de)2倍(bei)）、強度(du)大(da)(da)（鋼強度(du)的(de)3倍(bei)）和穿透力強，且易燃燒的(de)特點制作(zuo)(zuo)而成，貧(pin)(pin)鈾合金含238U、235U等，貧(pin)(pin)鈾彈(dan)爆炸后殘留的(de)235U等能損害腎臟、神經系統，可(ke)導(dao)致肺(fei)癌(ai)等。密(mi)度(du)、硬度(du)較(jiao)大(da)(da)的(de)貧(pin)(pin)鈾合金，還可(ke)制作(zuo)(zuo)防輻射材(cai)料等。
鈾廣泛存(cun)在(zai)于地殼和海(hai)水中。海(hai)水中鈾的濃(nong)度為3×10-7%，地殼豐度為2.3×10-4%，但在(zai)地殼中很分(fen)散(san)。
鈾(you)(you)(you)礦(kuang)物(wu)按成(cheng)因(yin)可分為(wei)(wei)原生鈾(you)(you)(you)礦(kuang)和次生鈾(you)(you)(you)礦(kuang)兩大類。除(chu)瀝青鈾(you)(you)(you)礦(kuang)外(wai)，原生鈾(you)(you)(you)礦(kuang)均(jun)存在于(yu)偉(wei)晶(jing)巖中，原生礦(kuang)物(wu)經風(feng)化和熱(re)液作用易轉(zhuan)變成(cheng)各種(zhong)次生礦(kuang)物(wu)。鈾(you)(you)(you)礦(kuang)的(de)成(cheng)因(yin)、產(chan)狀(zhuang)、含(han)鈾(you)(you)(you)量(liang)及伴生礦(kuang)物(wu)和圍巖均(jun)會(hui)影響到(dao)鈾(you)(you)(you)礦(kuang)的(de)加(jia)工工藝(yi)。已(yi)發現的(de)鈾(you)(you)(you)礦(kuang)物(wu)和含(han)鈾(you)(you)(you)礦(kuang)物(wu)約有500多種(zhong)。其(qi)中常見并具有工業實用價值(zhi)的(de)僅(jin)二三十種(zhong)。下表(biao)所列為(wei)(wei)重要(yao)的(de)鈾(you)(you)(you)礦(kuang)物(wu)。
類型 礦(kuang)物名(ming)稱(cheng) 組 成 鈾含量（質(zhi)量分數ω）/%
原(yuan)生鈾礦 瀝青鈾礦 UO2·mUO3·nPbO 40～76
晶質鈾礦 （U,Th）O2·mUO3·nPbO 65～75.4
鈦鈾(you)礦 (U,Ce,Fe,Y,Th)3Ti5O16 ＜40
次生鈾(you)礦 水（瀝青(qing)）鈾(you)礦 UO2·mUO3·nH2O
銅鈾云母(mu) Cu(UO2)2(PO4)2·(8～12)H2O 50
鈣(gai)鈾(you)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(fan)鈣鈾礦 Ca(UO2)2(VO4)2·8H2O 50～60
除(chu)澳(ao)大(da)(da)利亞、加(jia)拿大(da)(da)有一些較(jiao)大(da)(da)的(de)富鈾(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床（含(han)鈾(you)(you)(you)1%～10%）外，大(da)(da)多數鈾(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的(de)含(han)鈾(you)(you)(you)品位為(wei)0.1%～0.2%。鈾(you)(you)(you)水冶廠大(da)(da)多直接處理鈾(you)(you)(you)原礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)，但通過選礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)能提(ti)高礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)品位，降低成(cheng)本。一些國家正采用(yong)放射(she)分選機(ji)對塊狀(zhuang)鈾(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)進(jin)行選礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。為(wei)了綜合利用(yong)或改善鈾(you)(you)(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)加(jia)工性能，有的(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)還需經配礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、焙燒(shao)等預處理。
此外，含鈾(you)的磷酸(suan)鹽(yan)礦、褐煤(mei)、頁(ye)巖、鈾(you)礦水、含鈾(you)銅廢石堆浸液和海水等都可成(cheng)為提(ti)鈾(you)的原(yuan)料。例(li)如，1988年(nian)美國從濕法磷酸(suan)等副產品中(zhong)回(hui)收的鈾(you)達1500t，約占(zhan)其(qi)總產量5190t鈾(you)的29%。
鈾(you)(you)通(tong)常被人們(men)認為是一(yi)種稀有金屬(shu)，盡(jin)管鈾(you)(you)在(zai)地殼中(zhong)的(de)含量很高，比(bi)汞、鉍、銀要多得多，但由于提(ti)取鈾(you)(you)的(de)難度較(jiao)大，所(suo)以它(ta)注定(ding)了要比(bi)汞這些元素(su)發(fa)現的(de)晚得多。盡(jin)管鈾(you)(you)在(zai)地殼中(zhong)分布廣(guang)泛，但是只有瀝青鈾(you)(you)礦和鉀(jia)釩(fan)鈾(you)(you)礦兩種常見的(de)礦床。
地(di)殼中(zhong)鈾(you)(you)(you)(you)的(de)(de)(de)平(ping)(ping)均(jun)(jun)含量(liang)(liang)約(yue)為百萬分(fen)之2.5，即(ji)平(ping)(ping)均(jun)(jun)每噸(dun)地(di)殼物(wu)質中(zhong)約(yue)含2.5克鈾(you)(you)(you)(you)，這比鎢、汞、金、銀(yin)等元素的(de)(de)(de)含量(liang)(liang)還高(gao)。鈾(you)(you)(you)(you)在各種巖石中(zhong)的(de)(de)(de)含量(liang)(liang)很不(bu)均(jun)(jun)勻。例(li)如在花(hua)崗巖中(zhong)的(de)(de)(de)含量(liang)(liang)就要(yao)高(gao)些(xie)，平(ping)(ping)均(jun)(jun)每噸(dun)含3.5克鈾(you)(you)(you)(you)。在地(di)殼的(de)(de)(de)第一(yi)(yi)層（距地(di)表20 km）內含鈾(you)(you)(you)(you)近1.3×1014噸(dun)。依此推算，一(yi)(yi)立方(fang)公里的(de)(de)(de)花(hua)崗巖就會含有約(yue)一(yi)(yi)萬噸(dun)鈾(you)(you)(you)(you)。海(hai)水中(zhong)鈾(you)(you)(you)(you)的(de)(de)(de)濃度相當低，每噸(dun)海(hai)水平(ping)(ping)均(jun)(jun)只含3.3毫(hao)克鈾(you)(you)(you)(you)，但(dan)由于海(hai)水總量(liang)(liang)極大(da)（海(hai)水中(zhong)總含鈾(you)(you)(you)(you)量(liang)(liang)可達4.5×109噸(dun)），且從水中(zhong)提(ti)取(qu)有其方(fang)便之處，所以不(bu)少國(guo)家，特別是那些(xie)缺(que)少鈾(you)(you)(you)(you)礦資源的(de)(de)(de)國(guo)家，正在探(tan)索海(hai)水提(ti)鈾(you)(you)(you)(you)的(de)(de)(de)方(fang)法。
由于鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)學性(xing)質很活(huo)潑(po)，所以自然界不存(cun)在游離態(tai)(tai)的(de)(de)金屬鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)，它總是(shi)以化(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)狀(zhuang)態(tai)(tai)存(cun)在著。已知的(de)(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)礦物有(you)(you)一百七十(shi)多種(zhong)，但具有(you)(you)工業開采價值(zhi)的(de)(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)礦只有(you)(you)二、三十(shi)種(zhong)，其中最(zui)重要的(de)(de)有(you)(you)瀝青鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)礦（主要成分為(wei)八氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)三鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)）、品(pin)質鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)礦（主要成分為(wei)二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)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(de)(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)礦物都(dou)呈黃色、綠(lv)色或黃綠(lv)色。有(you)(you)些鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)礦物在紫(zi)外線下能發(fa)(fa)出強(qiang)烈的(de)(de)熒光。正(zheng)是(shi)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)礦物（鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)化(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物）這種(zhong)發(fa)(fa)熒光的(de)(de)特性(xing)，才導致了放(fang)射性(xing)現(xian)象的(de)(de)發(fa)(fa)現(xian)。
雖然鈾元素(su)的(de)分(fen)布相當(dang)廣，但鈾礦(kuang)床的(de)分(fen)布卻很有限(xian)。鈾資源主要分(fen)布在美國(guo)、加(jia)拿大、南(nan)非(fei)、西南(nan)非(fei)、澳大利亞等國(guo)家和地(di)區(qu)。據估計，已探明的(de)工(gong)業儲量到1972年已超過一百萬噸。
鈾(you)及其一(yi)(yi)系列衰(shuai)變子(zi)體的放(fang)射(she)(she)性是(shi)存在鈾(you)的最好標(biao)志。人的肉眼(yan)雖然看不見放(fang)射(she)(she)性，但是(shi)借助(zhu)于(yu)專門的儀器卻可以方便地(di)把它探測出(chu)來。因此，鈾(you)礦資源的普查和勘探幾乎都利用了鈾(you)具(ju)有放(fang)射(she)(she)性這一(yi)(yi)特(te)點：若發(fa)現某個(ge)地(di)區巖石(shi)、土壤(rang)、水、甚至(zhi)植物(wu)內(nei)放(fang)射(she)(she)性特(te)別強，就(jiu)說明(ming)那個(ge)地(di)區可能有鈾(you)礦存在。
鈾(you)(you)的提取(qu)冶金具有三(san)(san)個特點。第一，鈾(you)(you)礦石的品位(wei)很低，一般(ban)含鈾(you)(you)（238U+235U）0.1%～0.2%，而其中235U僅為0.0007%～0.0014%，為獲得核(he)純(chun)鈾(you)(you)，必須經(jing)過一系列富集、提純(chun)過程(cheng)。第二，核(he)純(chun)金屬鈾(you)(you)需再經(jing)同位(wei)素分離，制成不(bu)同豐度的濃(nong)縮235U。第三(san)(san)，工(gong)藝過程(cheng)繁雜，并存(cun)在輻射危害問題(ti)。因此，鈾(you)(you)生產技術難度大，安全防護要求嚴格(ge)。
除了就地浸出以及從其他含(han)鈾(you)(you)物料提(ti)鈾(you)(you)外，鈾(you)(you)的提(ti)取(qu)(qu)冶(ye)金(jin)都是從鈾(you)(you)礦(kuang)石(shi)（原(yuan)礦(kuang)或(huo)精礦(kuang)）開始的，通常包括鈾(you)(you)提(ti)取(qu)(qu)、四氟化鈾(you)(you)制(zhi)(zhi)取(qu)(qu)、金(jin)屬鈾(you)(you)制(zhi)(zhi)取(qu)(qu)、六(liu)氟化鈾(you)(you)制(zhi)(zhi)取(qu)(qu)、鈾(you)(you)同位素分離、制(zhi)(zhi)取(qu)(qu)含(han)濃(nong)縮U的金(jin)屬鈾(you)(you)和(he)鈾(you)(you)燃料元(yuan)件加工(gong)等主(zhu)要步驟。
（1）鈾(you)提取。包括鈾(you)礦石的浸出、液固分(fen)離(li)(li)、富(fu)集、提純(chun)（常用離(li)(li)子交換或溶(rong)劑萃取法）及(ji)沉淀產物熱分(fen)解(jie)制取核(he)純(chun)UO2或U3O8。
（2）四(si)氟(fu)化鈾制取(qu)。將UO2（U3O8可用氫(qing)還原成(cheng)(cheng)UO2）氫(qing)氟(fu)化成(cheng)(cheng)四(si)氟(fu)化鈾（綠鹽(yan)）。
（3）金(jin)屬鈾制取(qu)。用(yong)金(jin)屬鈣或(huo)(huo)鎂將UF4還(huan)原(yuan)成(cheng)金(jin)屬鈾，金(jin)屬鈾再經精煉(lian)、澆(jiao)鑄、加(jia)工、鍛造（或(huo)(huo)擠壓(ya)）成(cheng)形、包殼等處理制成(cheng)天然鈾的(de)反應堆元(yuan)件(jian)，供生產裂變元(yuan)素239Pu用(yong)。
（4）六(liu)氟化鈾制取。將UF4氟化成UF6。
（5）鈾(you)同位(wei)素分離。利用235U與(yu)238U質量(liang)之間的微小差異，通過對UF6的氣體擴散（或(huo)離心(xin)分離），制取不(bu)同豐度的濃縮235UF6。
（6）制取(qu)含濃(nong)(nong)縮235U的金屬鈾(you)。將濃(nong)(nong)縮235UF6經氫還(huan)(huan)原成235UF4，再轉(zhuan)化成濃(nong)(nong)縮235UO2。用鈣或鎂還(huan)(huan)原235UF4制成含濃(nong)(nong)縮U的金屬鈾(you)。
（7）鈾燃料(liao)元件(jian)加工。將濃縮UO2或(huo)金屬鈾進一步(bu)加工制(zhi)成(cheng)反(fan)應堆(dui)燃料(liao)元件(jian)或(huo)其他最終(zhong)產品。
安全防護
鈾及其化(hua)合(he)物既會(hui)放(fang)(fang)出危害生物的(de)射線，又有化(hua)學(xue)毒性，在生產(chan)(chan)過(guo)程中必須采取安全(quan)防(fang)護措(cuo)施(shi)。安全(quan)防(fang)護措(cuo)施(shi)的(de)主(zhu)要內容(rong)包括嚴防(fang)粉塵及氡氣(qi)進入人(ren)體(ti)；使(shi)生產(chan)(chan)場地的(de)輻射劑量低于放(fang)(fang)射性衛(wei)生防(fang)護規定的(de)限(xian)值(zhi)；排放(fang)(fang)的(de)三廢經(jing)處理(li)后必須達(da)到國(guo)家規定的(de)排放(fang)(fang)標準。要注(zhu)意(yi)濃縮鈾產(chan)(chan)物臨界安全(quan)。
利(li)(li)用(yong)低品位(wei)鈾(you)礦石及其(qi)他(ta)含鈾(you)物(wu)料以擴(kuo)大鈾(you)資(zi)源。重視鈾(you)的就地浸出(chu)(chu)、堆浸、細菌浸出(chu)(chu)等浸出(chu)(chu)方法(fa)(fa)的開發(fa)和推廣應用(yong)，以節(jie)省(sheng)能(neng)耗和降低生產成(cheng)本(ben)。開發(fa)并推廣應用(yong)快中子增(zeng)殖(zhi)堆，提高天然(ran)鈾(you)的利(li)(li)用(yong)率。研究(jiu)開發(fa)無廢物(wu)工藝，減(jian)輕(qing)鈾(you)對環境(jing)的污染。發(fa)展(zhan)節(jie)能(neng)的離(li)心法(fa)(fa)、激(ji)光法(fa)(fa)等同位(wei)素分離(li)方法(fa)(fa)，替代耗能(neng)高的擴(kuo)散法(fa)(fa)。
自然界里234U不會發(fa)生(sheng)核裂(lie)變(bian)(bian)，通(tong)常，238U也不會發(fa)生(sheng)裂(lie)變(bian)(bian)，只有235U易發(fa)生(sheng)核裂(lie)變(bian)(bian)，核燃(ran)料主要(yao)指(zhi)235U。235U半(ban)衰(shuai)期(qi)(qi)為(wei)7.038×108年，從235U開始，經(jing)過11次(ci)連(lian)(lian)(lian)續(xu)衰(shuai)變(bian)(bian)，最后(hou)出(chu)現(xian)穩定的207Pb。238U半(ban)衰(shuai)期(qi)(qi)為(wei)4.468×109年，從238U開始，經(jing)過14次(ci)連(lian)(lian)(lian)續(xu)衰(shuai)變(bian)(bian)，最后(hou)出(chu)現(xian)穩定的206Pb-206。238U連(lian)(lian)(lian)續(xu)衰(shuai)變(bian)(bian)中(zhong)，子核半(ban)衰(shuai)期(qi)(qi)最長的是(shi)234U，它的半(ban)衰(shuai)期(qi)(qi)是(shi)2.45×105年。
235U、233U和(he)239Pu是主要(yao)(yao)的(de)核(he)裂(lie)(lie)變(bian)物質，可(ke)直接做核(he)燃料，它們(men)能(neng)(neng)大(da)量(liang)獲得、并易吸(xi)收慢(man)中子（能(neng)(neng)量(liang)小于1eV）并發生裂(lie)(lie)變(bian)，234U、238U則不行。235U存在于天然鈾(you)中，233U和(he)239Pu要(yao)(yao)靠鈾(you)核(he)反(fan)應(ying)堆生產。235U、233U和(he)239Pu，任(ren)何能(neng)(neng)量(liang)的(de)中子均可(ke)使它們(men)分裂(lie)(lie)、釋放能(neng)(neng)量(liang)；對235U來(lai)說，速(su)度越(yue)慢(man)的(de)中子越(yue)易引起裂(lie)(lie)變(bian)。238U吸(xi)收一(yi)個中子，也可(ke)轉變(bian)為裂(lie)(lie)變(bian)物質。
235U和238U都能自發(fa)裂變，但后者自發(fa)裂變的幾(ji)率很小(xiao)。
U-235裂變
研究表(biao)明，235U吸收慢中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)后(hou)，有40多(duo)種(zhong)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)方式，至(zhi)少(shao)能生(sheng)產36種(zhong)元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)300多(duo)種(zhong)核(he)素(su)和(he)快(kuai)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)（平均2.5個），并釋(shi)放巨大能量(liang)。鈾(you)核(he)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)生(sheng)成物(wu)(wu)除(chu)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)外(wai)，通常(chang)有兩(liang)種(zhong)（兩(liang)分(fen)(fen)(fen)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)）裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)物(wu)(wu)，還(huan)有三(san)(san)種(zhong)（三(san)(san)分(fen)(fen)(fen)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)）和(he)四種(zhong)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)物(wu)(wu)（1946 年，我國(guo)物(wu)(wu)理(li)學(xue)家錢三(san)(san)強(qiang)等(deng)在法國(guo)發(fa)(fa)(fa)現），“三(san)(san)分(fen)(fen)(fen)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)”幾率(lv)極(ji)小。除(chu)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)外(wai)，鈾(you)核(he)“兩(liang)分(fen)(fen)(fen)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碎塊(kuai)有許多(duo)組合方式，碎塊(kuai)質量(liang)比大致為3：2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)幾率(lv)最大，碎塊(kuai)質量(liang)相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)會(hui)極(ji)小；鈾(you)“三(san)(san)分(fen)(fen)(fen)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)”，其中(zhong)(zhong)(zhong)一塊(kuai)是α粒(li)子(zi)(zi)(zi)，“三(san)(san)分(fen)(fen)(fen)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)”發(fa)(fa)(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)幾率(lv)是“二分(fen)(fen)(fen)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)3/1000。統(tong)計表(biao)明，235U裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)發(fa)(fa)(fa)射的(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)能量(liang)（動能）在0.1-20MeV范圍，平均為2MeV。僅(jin)有快(kuai)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)不能使天然鈾(you)產生(sheng)持續(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)鏈式反應，慢中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)也(ye)不能使238U發(fa)(fa)(fa)生(sheng)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)，持續(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)反應在238U中(zhong)(zhong)(zhong)不可(ke)能發(fa)(fa)(fa)生(sheng)。235U和(he)240Pu等(deng)，除(chu)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)可(ke)引(yin)發(fa)(fa)(fa)其核(he)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)外(wai)，具有足夠(gou)能量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)帶電粒(li)子(zi)(zi)(zi)或γ射線(xian)等(deng)也(ye)能引(yin)發(fa)(fa)(fa)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)。此外(wai)，鈾(you)對約25eV的(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)還(huan)會(hui)產生(sheng)俘獲(huo)共振，即俘獲(huo)而(er)不裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)。
235U結合能小(xiao)，核(he)(he)裂(lie)(lie)變(bian)勢(shi)壘較(jiao)(jiao)低，任何能量的(de)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)都能使它裂(lie)(lie)變(bian)，且對(dui)慢(man)(man)(man)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)（中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)速率為2.2×103m/s，與常溫下氣(qi)體分子(zi)(zi)運動速率相當。這樣，它在鈾核(he)(he)附近的(de)時間(jian)相對(dui)較(jiao)(jiao)長，容易(yi)擊中(zhong)(zhong)(zhong)鈾核(he)(he)使之裂(lie)(lie)變(bian)）有(you)很大(da)的(de)裂(lie)(lie)變(bian)截(jie)面(mian)（裂(lie)(lie)變(bian)幾率大(da)）。235U吸收(shou)一個慢(man)(man)(man)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)，通常先形成激發態的(de)236U（復(fu)核(he)(he)），然后裂(lie)(lie)變(bian)成兩塊(kuai)，同時釋放中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)和(he)能量等。熱(re)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)（慢(man)(man)(man)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)的(de)一種）反應堆里，235U熱(re)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)裂(lie)(lie)變(bian)截(jie)面(mian)比238U的(de)熱(re)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)裂(lie)(lie)變(bian)截(jie)面(mian)要大(da)200倍，這樣，就會有(you)足夠數量的(de)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)引起(qi)235U核(he)(he)裂(lie)(lie)變(bian)，這可(ke)彌補天然鈾或(huo)濃(nong)縮鈾中(zhong)(zhong)(zhong)235U含量較(jiao)(jiao)少之弱點；這種反應堆工作時，鈾的(de)利用率為1%-2%。
U-238裂變
238U（240Pu、232Th）裂(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)是(shi)有(you)閥的(de)(de)，小于1.1MeV的(de)(de)中(zhong)(zhong)子(zi)會被其吸(xi)收或(huo)散射，不(bu)能(neng)(neng)(neng)引發裂(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)；較(jiao)(jiao)大(da)(da)(da)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)中(zhong)(zhong)子(zi)才(cai)能(neng)(neng)(neng)使(shi)它(ta)們裂(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)，但可能(neng)(neng)(neng)性(xing)又(you)極小。238U結合能(neng)(neng)(neng)較(jiao)(jiao)大(da)(da)(da)，裂(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)勢壘較(jiao)(jiao)高，能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)超過(guo)1.4MeV的(de)(de)快(kuai)中(zhong)(zhong)子(zi)才(cai)能(neng)(neng)(neng)使(shi)它(ta)裂(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)，釋放的(de)(de)中(zhong)(zhong)子(zi)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)較(jiao)(jiao)大(da)(da)(da)。研究顯示，238U在(zai)幾(ji)(ji)MeV以(yi)上有(you)很多共振吸(xi)收峰，其裂(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)幾(ji)(ji)率隨中(zhong)(zhong)子(zi)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(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)，但吸(xi)收中(zhong)(zhong)子(zi)后能(neng)(neng)(neng)變(bian)成239Pu和233U等較(jiao)(jiao)好(hao)的(de)(de)核裂(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)物質。熱(re)中(zhong)(zhong)子(zi)被238U俘獲(huo)的(de)(de)幾(ji)(ji)率是(shi)熱(re)中(zhong)(zhong)子(zi)使(shi)235U裂(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)幾(ji)(ji)率的(de)(de)1/190左右。快(kuai)中(zhong)(zhong)子(zi)同238U核的(de)(de)主要作用是(shi)非(fei)彈性(xing)碰撞(zhuang)，大(da)(da)(da)部分中(zhong)(zhong)子(zi)都是(shi)通過(guo)非(fei)彈性(xing)碰撞(zhuang)降低能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)，再在(zai)多次碰撞(zhuang)中(zhong)(zhong)被238U核吸(xi)收。
鈾(you)材料(liao)里235U的(de)(de)(de)含量高(gao)于0.7%即(ji)濃縮(suo)鈾(you)。鈾(you)是重(zhong)要的(de)(de)(de)核燃料(liao)和原子彈核心材料(liao)，現在(zai)使用的(de)(de)(de)鈾(you)材料(liao)都需提煉、濃縮(suo)，使之(zhi)達到一定的(de)(de)(de)純(chun)度。比如，制造一顆原子彈至(zhi)少需20-50千克的(de)(de)(de)高(gao)濃縮(suo)鈾(you)（也可用钚(bu)造原子彈），其(qi)濃縮(suo)純(chun)度應達到 90%以上。
鈾(you)(you)(you)礦石(shi)里(li)235U的(de)含量(liang)(liang)很低(di)，絕(jue)大部分(fen)是(shi)238U，鈾(you)(you)(you)礦石(shi)不能像煤塊那(nei)樣直接做(zuo)燃料(liao)，它(ta)(ta)類(lei)似于大部分(fen)是(shi)泥沙(sha)的(de)煤餅，沒法燃燒。鈾(you)(you)(you)元(yuan)素(su)同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)的(de)豐度（一元(yuan)素(su)的(de)同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)混合(he)物里(li)，某(mou)同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)的(de)原(yuan)子(zi)數和總的(de)原(yuan)子(zi)數之(zhi)(zhi)比(bi)）可通(tong)過工藝處理(li)使之(zhi)(zhi)增大，以獲得(de)該元(yuan)素(su)濃(nong)縮(suo)(suo)(suo)的(de)某(mou)種同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)，如235U，235U與238U物理(li)性質(zhi)稍有(you)不同(tong)(tong)，主要是(shi)相對質(zhi)量(liang)(liang)不同(tong)(tong)，這(zhe)導致它(ta)(ta)們形(xing)成的(de)化(hua)合(he)物微粒質(zhi)量(liang)(liang)會(hui)有(you)點差異。利用鈾(you)(you)(you)天然(ran)(ran)同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)原(yuan)子(zi)量(liang)(liang)不同(tong)(tong)進行分(fen)離(li)，可使鈾(you)(you)(you)材(cai)料(liao)中235U對238U的(de)比(bi)值較天然(ran)(ran)鈾(you)(you)(you)高，從而(er)獲得(de)裂變材(cai)料(liao)——濃(nong)縮(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)。“濃(nong)縮(suo)(suo)(suo)”主指提高某(mou)元(yuan)素(su)特(te)定(ding)同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)豐度的(de)同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)分(fen)離(li)過程，如由天然(ran)(ran)鈾(you)(you)(you)生產濃(nong)縮(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)或由普通(tong)水(shui)生產重(zhong)水(shui)等。
濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)同位素目的(de)即(ji)提高235U相(xiang)對(dui)于(yu)238U等(deng)的(de)相(xiang)對(dui)豐度(du)（濃(nong)(nong)(nong)度(du)），使天然(ran)235U的(de)相(xiang)對(dui)含量高于(yu)0.7%的(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)，即(ji)濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)，鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)燃(ran)(ran)(ran)料中(zhong)235U的(de)含量達(da)到3%以上(shang)(shang)才(cai)有可能(neng)持續“燃(ran)(ran)(ran)燒”；濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)有：3%、3.5%、20%濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)等(deng)品種(zhong)。許(xu)多(duo)核(he)反(fan)應(ying)堆和核(he)武(wu)(wu)器(qi)(qi)中(zhong)所用(yong)的(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)，必須對(dui)其濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)，即(ji)須提高易核(he)裂(lie)變的(de)235U濃(nong)(nong)(nong)度(du)，然(ran)后將其制成(cheng)燃(ran)(ran)(ran)料。大多(duo)核(he)電(dian)(dian)廠核(he)反(fan)應(ying)堆用(yong)的(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)燃(ran)(ran)(ran)料235U濃(nong)(nong)(nong)度(du)約在(zai)3%左右、不超過5%。核(he)武(wu)(wu)器(qi)(qi)里的(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)材料235U濃(nong)(nong)(nong)度(du)需在(zai)90%以上(shang)(shang)；核(he)艦(jian)船所用(yong)的(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)燃(ran)(ran)(ran)料為(wei)20%或更低(di)濃(nong)(nong)(nong)度(du)的(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)。國際原子能(neng)機構界(jie)定：235U豐度(du)為(wei)3%的(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)材料屬核(he)電(dian)(dian)站(zhan)用(yong)低(di)濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)（工(gong)業級(ji)(ji)核(he)燃(ran)(ran)(ran)料），常是(shi)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)鹽(yan)或氧化鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)；豐度(du)大于(yu)80%的(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)材料為(wei)高濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)，豐度(du)大于(yu)90%的(de)則(ze)是(shi)武(wu)(wu)器(qi)(qi)級(ji)(ji)（軍用(yong)）高濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)，主要(yao)用(yong)于(yu)制造核(he)武(wu)(wu)器(qi)(qi)；另一種(zhong)劃分是(shi)：高濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)（豐度(du)在(zai)20%以上(shang)(shang)），低(di)濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)（2%-20%，商(shang)用(yong)濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)）、微濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)（0.9%-2%）和武(wu)(wu)器(qi)(qi)級(ji)(ji)濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)（90%以上(shang)(shang)）。鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)濃(nong)(nong)(nong)度(du)達(da)到20%是(shi)一節點與難關，由此再提高鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)度(du)則(ze)是(shi)一相(xiang)對(dui)容(rong)易實現的(de)過程。
獲(huo)得(de)鈾(you)(you)材料需(xu)經過(guo)一系列復雜(za)的(de)工藝(yi)，要經過(guo)探(tan)礦、開礦、選(xuan)礦、浸礦、煉礦、精煉等流(liu)程(cheng)(cheng)，分離、濃縮是(shi)主(zhu)要和(he)較難的(de)流(liu)程(cheng)(cheng)，科技含量(liang)高。鈾(you)(you)礦石(shi)經碾(nian)磨、分選(xuan)后得(de)到的(de)較純凈(jing)鈾(you)(you)礦產品(pin)，即鈾(you)(you)精礦，又(you)叫“黃餅(bing)”，主(zhu)成分是(shi)八氧化三鈾(you)(you)和(he)重鈾(you)(you)酸鈉、重鈾(you)(you)酸銨，它是(shi)核燃(ran)料生產過(guo)程(cheng)(cheng)中的(de)一種中間產品(pin)。通常(chang)，獲(huo)得(de)1千克武器級(ji)235U需(xu)要200多(duo)噸較高品(pin)位的(de)鈾(you)(you)礦石(shi)。
不(bu)論是和(he)平利用核(he)(he)能(neng)(neng)，還(huan)是制造核(he)(he)能(neng)(neng)武(wu)器，濃(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)都是必(bi)需的。至2006年(nian)11月，世界上運行或在建(jian)的470座商業(ye)核(he)(he)電反應堆大(da)多是以濃(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)為(wei)(wei)燃(ran)料(liao)；到2010年(nian)，全球至少(shao)已有1600噸(dun)高濃(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)（還(huan)有500噸(dun)钚），我(wo)國(guo)(guo)(guo)是世界上第(di)四個(ge)（美、英、蘇后）獨立掌握濃(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)生產技術的國(guo)(guo)(guo)家；20世紀60年(nian)代前期，我(wo)國(guo)(guo)(guo)先后建(jian)立了衡陽鈾(you)(you)水冶廠(chang)和(he)蘭(lan)(lan)州(zhou)氣(qi)體(ti)擴(kuo)散廠(chang)，獲(huo)得(de)了濃(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)（1958年(nian)5月，蘭(lan)(lan)州(zhou)始建(jian)我(wo)國(guo)(guo)(guo)首座鈾(you)(you)濃(nong)縮(suo)(suo)生產企業(ye)，它先后為(wei)(wei)我(wo)國(guo)(guo)(guo)的第(di)一顆(ke)原子彈(dan)、第(di)一顆(ke)氫彈(dan)、第(di)一艘核(he)(he)潛艇(ting)和(he)第(di)一座核(he)(he)電站，提供(gong)了優質核(he)(he)燃(ran)料(liao)）。2011年(nian)，哈佛(fo)大(da)學(xue)肯尼(ni)迪學(xue)院下屬貝爾福爾中心的研究報告(gao)說，中國(guo)(guo)(guo)擁有軍用級(ji)鈾(you)(you)16噸(dun)、钚1.8噸(dun)。
因(yin)涉及核(he)武(wu)器問題，鈾濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)技(ji)術(shu)(shu)一直(zhi)是國(guo)際社會嚴(yan)禁擴散的(de)敏感技(ji)術(shu)(shu)，國(guo)際原子能機構與(yu)聯合國(guo)希望(wang)能控制各國(guo)鈾濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)活動(dong)。中國(guo)臺灣曾有核(he)計劃。1985年(nian)(nian)起，羅馬(ma)尼亞(ya)秘(mi)密的(de)從事武(wu)器級濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)鈾提煉工作；1991年(nian)(nian)，羅馬(ma)尼亞(ya)政府同樣將(jiang)(jiang)其核(he)設備、核(he)研究置于(yu)國(guo)際原子能機構監管之下(xia)；2003年(nian)(nian)，美國(guo)、俄(e)羅斯將(jiang)(jiang)其十幾千克、濃(nong)(nong)(nong)(nong)度達80%的(de)濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)鈾運到(dao)俄(e)羅斯予(yu)以(yi)處(chu)理。利比亞(ya)違反國(guo)際承諾，秘(mi)密獲(huo)得鈾濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)技(ji)術(shu)(shu)以(yi)發展核(he)武(wu)器，2003年(nian)(nian)“伊拉克戰爭”后(hou)，該國(guo)向西(xi)方妥協(xie)將(jiang)(jiang)有關設備、圖紙交給了美國(guo)、英國(guo)。
除幾個核(he)大國(guo)外，日本、德國(guo)、印度(du)、以色列、巴(ba)基斯坦、阿(a)根(gen)廷、朝鮮（2011年1月，聯合國(guo)安理會“對朝制裁委員(yuan)會”專家組擬訂了《朝鮮鈾濃縮計劃報告》，以期防止核(he)擴散(san)、核(he)競賽升級）、伊朗（2011年6月12日，伊朗常駐國(guo)際(ji)原(yuan)子(zi)能機(ji)構代表蘇丹尼(ni)耶(ye)在(zai)第二屆核(he)裁軍國(guo)際(ji)會議期間對新華社記者說，伊朗已生產出逾50公(gong)斤純(chun)度(du)為20%的(de)(de)濃縮鈾，伊朗的(de)(de)目標是(shi)有120公(gong)斤這種核(he)材料）等國(guo)都掌握了鈾濃縮技術(shu)。
提純、濃(nong)縮(suo)235U的(de)(de)技術(shu)較(jiao)(jiao)復雜，鈾(you)(you)元素的(de)(de)各種同(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素，如同(tong)“孿(luan)生姐妹”，物(wu)理性質(zhi)與化(hua)學性質(zhi)十(shi)分相似。利用(yong)同(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素在(zai)物(wu)理、化(hua)學性質(zhi)上的(de)(de)微(wei)小差異(yi)，通過擴(kuo)散(san)、蒸(zheng)發或化(hua)學交換等方法(fa)與過程，可使鈾(you)(you)元素同(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素的(de)(de)比例發生變化(hua)。用(yong)同(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素分離(li)(li)法(fa)處理天然鈾(you)(you)，可增加鈾(you)(you)235U的(de)(de)濃(nong)度(du)，使天然鈾(you)(you)里235U的(de)(de)相對含量高(gao)于0.7%，進(jin)而(er)獲得供多(duo)種需要(yao)的(de)(de)不同(tong)濃(nong)度(du)的(de)(de)鈾(you)(you)材料(liao)。工業規模分離(li)(li)鈾(you)(you)同(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素的(de)(de)技術(shu)（適用(yong)于提高(gao)U-235濃(nong)度(du)）有氣體(ti)擴(kuo)散(san)法(fa)、氣體(ti)離(li)(li)心法(fa)、離(li)(li)子(zi)交換法(fa)以及蒸(zheng)餾法(fa)、電解法(fa)、電流法(fa)、液體(ti)熱擴(kuo)散(san)法(fa)、電磁分離(li)(li)法(fa)和激(ji)光(guang)分離(li)(li)法(fa)等。這些濃(nong)縮(suo)方法(fa)，工藝(yi)過程都復雜，投(tou)資大(da)、耗能高(gao)、且產量低，即生產鈾(you)(you)燃料(liao)成本較(jiao)(jiao)大(da)。
這(zhe)是(shi)最早、最成熟的(de)(de)(de)(de)濃(nong)縮方(fang)法，也(ye)是(shi)商業開發的(de)(de)(de)(de)第一種(zhong)濃(nong)縮方(fang)法，它(ta)據(ju)分(fen)子(zi)(zi)滲(shen)透、擴散(san)原理，利(li)用不(bu)同(tong)(tong)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)鈾同(tong)(tong)位素轉化為氣(qi)(qi)態時運動速率(lv)的(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)而(er)進行分(fen)離。UF6是(shi)一種(zhong)劇毒、腐蝕性(xing)強和有(you)放(fang)射性(xing)的(de)(de)(de)(de)白(bai)色晶體(ti)(ti)(ti)(ti)，加熱后(hou)升華為氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)。由于238U、235U的(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)數(shu)不(bu)同(tong)(tong)，所以(yi)UF6氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)二者的(de)(de)(de)(de)分(fen)子(zi)(zi)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)也(ye)不(bu)同(tong)(tong)，UF6里235U的(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)數(shu)是(shi)349、238U的(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)數(shu)是(shi)352。當高(gao)壓(ya)UF6混(hun)合(he)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)（鈾同(tong)(tong)位素的(de)(de)(de)(de)混(hun)合(he)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)）透過(guo)級(ji)聯安裝的(de)(de)(de)(de)多孔(kong)(kong)薄(bo)膜(mo)時，UF6中(zhong)U-235輕分(fen)子(zi)(zi)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)會比UF6中(zhong)238U重分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)更快地通過(guo)多孔(kong)(kong)膜(mo)。通過(guo)膜(mo)管的(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)立即(ji)被(bei)泵送到(dao)下一級(ji)，留在膜(mo)管中(zhong)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)則(ze)返(fan)回到(dao)較低級(ji)再循(xun)環。在每一個氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)擴散(san)級(ji)中(zhong)235U與238U濃(nong)度(du)比僅(jin)略有(you)增加，如(ru)此分(fen)離、濃(nong)縮到(dao)工(gong)業級(ji)235U濃(nong)度(du)則(ze)需(xu)1000級(ji)以(yi)上。
該技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)核心是(shi)多(duo)孔(kong)(kong)擴(kuo)散(san)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)膜(mo)(mo)(mo)（蘇聯(lian)(lian)(lian)(lian)曾叫它是(shi)“社會主義陣營安全(quan)的(de)(de)心臟”），我國于(yu)1964年(nian)研制出優質的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)膜(mo)(mo)(mo)元件（時稱甲(jia)種分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)膜(mo)(mo)(mo)，該技(ji)術(shu)(shu)獲1984年(nian)國家發明一等獎）。分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)膜(mo)(mo)(mo)是(shi)每平方(fang)(fang)(fang)分(fen)(fen)(fen)米有數百(bai)萬個超微細孔(kong)(kong)的(de)(de)多(duo)孔(kong)(kong)薄金屬板或薄膜(mo)(mo)(mo)，將這些(xie)薄膜(mo)(mo)(mo)（板）卷成(cheng)管子(zi)并裝(zhuang)(zhuang)在密(mi)封的(de)(de)擴(kuo)散(san)器里(li)，當UF6氣(qi)體加壓送到(dao)由(you)這些(xie)管子(zi)組(zu)成(cheng)的(de)(de)級聯(lian)(lian)(lian)(lian)裝(zhuang)(zhuang)置中(zhong)，混合氣(qi)體便會逐(zhu)漸被分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)，含235U多(duo)的(de)(de)濃縮(suo)UF6氣(qi)體沿著(zhu)級聯(lian)(lian)(lian)(lian)裝(zhuang)(zhuang)置向前流動(dong)，含238U多(duo)的(de)(de)稀(xi)薄UF6氣(qi)體則因流動(dong)滯后而(er)落下(xia)、分(fen)(fen)(fen)流了。該方(fang)(fang)(fang)法(fa)擴(kuo)散(san)、濃縮(suo)過程需(xu)要幾(ji)千個連續的(de)(de)級聯(lian)(lian)(lian)(lian)裝(zhuang)(zhuang)置，連續擴(kuo)散(san)可將UF6混合氣(qi)體里(li)含238U的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)子(zi)與含235U的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)子(zi)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)，再用化學方(fang)(fang)(fang)法(fa)處理已濃縮(suo)的(de)(de)UF6-235U氣(qi)體分(fen)(fen)(fen)子(zi)，進(jin)而(er)獲得235U。這種方(fang)(fang)(fang)法(fa)鈾濃縮(suo)的(de)(de)效(xiao)率(lv)不高、能(neng)耗大。
1919年(nian)，德國(guo)(guo)科學家(jia)(jia)G．瑞皮完成(cheng)了氣體(ti)離心機的基本設計(ji)。鈾(you)濃縮離心機概念(nian)和應用則是(shi)20世紀30-40年(nian)代由美囯(guo)弗吉尼(ni)亞大學的高(gao)速離心機專家(jia)(jia)J．W．伯莫斯提出(chu)的。1934年(nian)，伯莫斯成(cheng)功地分(fen)離了兩種氯同位(wei)(wei)素(su)；1941年(nian)，他和同事利用離心機首次成(cheng)功地分(fen)離了鈾(you)同位(wei)(wei)素(su)。分(fen)離共(gong)設計(ji)了3種離心機，其工作曾(ceng)引起美國(guo)(guo)當時正實(shi)施的“曼哈(ha)頓計(ji)劃”（研制(zhi)原子(zi)彈的計(ji)劃）領導人的注意，但美國(guo)(guo)最終選擇了氣體(ti)擴散法。
氣(qi)體(ti)(ti)離心法也適用(yong)(yong)于(yu)處理鈾的混(hun)合液(ye)體(ti)(ti)或鈾蒸汽(qi)，它使用(yong)(yong)獨特(te)設計的離心機(ji)使氣(qi)體(ti)(ti)或液(ye)體(ti)(ti)能(neng)不間斷地在各個離心機(ji)中(zhong)流(liu)動，可連續運轉加工(gong)鈾氣(qi)流(liu)或鈾液(ye)體(ti)(ti)流(liu)。當(dang)前，濃縮(suo)鈾常用(yong)(yong)這種機(ji)械式分離法。此法中(zhong)，真(zhen)空高(gao)速(su)離心機(ji)是關鍵(jian)設備，國際上常把(ba)有無該(gai)設備作為判斷一個國家是否進(jin)行核武器研(yan)究(jiu)的標志(zhi)。與(yu)氣(qi)體(ti)(ti)擴(kuo)散(san)法相比，氣(qi)體(ti)(ti)離心法工(gong)效較高(gao)、所(suo)需電能(neng)大幅減少(shao)，所(suo)以該(gai)法已被大多的濃縮(suo)鈾工(gong)廠(chang)采用(yong)(yong)。
將高(gao)壓(ya)UF6氣(qi)(qi)體注(zhu)入高(gao)速轉(zhuan)動(dong)的(de)(de)(de)封閉式離(li)心(xin)機(ji)(ji)里，由于質量存(cun)在(zai)差異，長時間(jian)旋轉(zhuan)依靠(kao)慣性(xing)離(li)心(xin)力(li)，較(jiao)(jiao)輕(qing)的(de)(de)(de)UF6中235U分子(zi)(zi)大多(duo)集(ji)中在(zai)容器轉(zhuan)軸(zhou)處(chu)，較(jiao)(jiao)重(zhong)的(de)(de)(de)UF6-238U分子(zi)(zi)則大多(duo)結集(ji)在(zai)邊(bian)緣(yuan)。若沿(yan)軸(zhou)向從(cong)外(wai)部導入氣(qi)(qi)流，并使(shi)轉(zhuan)軸(zhou)處(chu)的(de)(de)(de)這(zhe)股氣(qi)(qi)體向上(shang)(shang)流動(dong)，邊(bian)緣(yuan)處(chu)外(wai)部導入的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體向下(xia)(xia)流動(dong)。如此，離(li)心(xin)機(ji)(ji)下(xia)(xia)方(fang)(fang)收集(ji)的(de)(de)(de)是較(jiao)(jiao)重(zhong)的(de)(de)(de)UF6-238U氣(qi)(qi)體，上(shang)(shang)方(fang)(fang)則是需要的(de)(de)(de)、較(jiao)(jiao)輕(qing)的(de)(de)(de)UF6-235U氣(qi)(qi)體。在(zai)近軸(zhou)處(chu)富(fu)集(ji)的(de)(de)(de)UF6-235U氣(qi)(qi)體被導出，再輸送(song)到下(xia)(xia)一臺(tai)離(li)心(xin)機(ji)(ji)繼續分離(li)——逐漸累積、純化、濃(nong)縮。隨著較(jiao)(jiao)輕(qing)的(de)(de)(de)UF6-235U氣(qi)(qi)體穿過一系列(lie)高(gao)速離(li)心(xin)機(ji)(ji)，其235U同(tong)位素分子(zi)(zi)富(fu)集(ji)度會(hui)越來(lai)越大。最后，利(li)用化學法(fa)處(chu)理已(yi)收集(ji)的(de)(de)(de)、較(jiao)(jiao)輕(qing)的(de)(de)(de)UF6-235U氣(qi)(qi)體，就可獲得工(gong)業或軍用級(ji)濃(nong)縮鈾。
通常，氣體離心(xin)機(ji)廠需(xu)要幾千臺高速真空(kong)離心(xin)機(ji)連(lian)續、長期地(di)工作才(cai)能得(de)到(dao)武器級濃(nong)縮(suo)鈾(you)等（2010年(nian)下半年(nian)，因(yin)外界攻擊，伊(yi)朗納坦茲鈾(you)濃(nong)縮(suo)工廠至少有1/5的離心(xin)機(ji)因(yin)感(gan)染“震網”病(bing)毒被迫(po)關閉；2011年(nian)2月末(mo)，國(guo)際(ji)原(yuan)子能機(ji)構的報告說，該廠現有低純度濃(nong)縮(suo)鈾(you)約3600公斤）。
（1）激光分離法
氣體離(li)(li)(li)心(xin)法濃縮(suo)(suo)成(cheng)本(ben)較(jiao)高(gao)、效率也不理想，先(xian)進(jin)的(de)(de)(de)(de)濃縮(suo)(suo)法是激光分離(li)(li)(li)法。利(li)用(yong)(yong)激光濃縮(suo)(suo)鈾，能(neng)降低(di)生產(chan)成(cheng)本(ben)。其原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)理基(ji)于激光有較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)(de)單色性(xing)和原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)核(he)的(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)光譜位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)等。各(ge)同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)核(he)的(de)(de)(de)(de)中子(zi)(zi)(zi)(zi)數不同(tong)(tong)(tong)(tong)，它(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)能(neng)級(ji)會發生同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)，發出的(de)(de)(de)(de)輻(fu)波長會有小差(cha)異。激光的(de)(de)(de)(de)單色性(xing)好(hao)，這(zhe)樣(yang)能(neng)做到(dao)用(yong)(yong)和某同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)核(he)的(de)(de)(de)(de)輻(fu)射波長相同(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)激光去激發其中的(de)(de)(de)(de)某種原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)，而不會把其他(ta)同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)一起激發，即(ji)用(yong)(yong)激光可單獨(du)地把同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)團(tuan)中的(de)(de)(de)(de)某同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)先(xian)電離(li)(li)(li)；再用(yong)(yong)電場將(jiang)電離(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)從同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)混合物中單獨(du)分離(li)(li)(li)出來，將(jiang)這(zhe)些原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)激發到(dao)高(gao)能(neng)級(ji)；最后利(li)用(yong)(yong)高(gao)能(neng)級(ji)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)和基(ji)態的(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)參加化學反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)活力不同(tong)(tong)(tong)(tong)，通(tong)過化學反(fan)(fan)應(ying)法便可把它(ta)分離(li)(li)(li)，聚(ju)集后就獲得(de)了所需(xu)的(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)。
激(ji)(ji)光(guang)(guang)分(fen)(fen)離法濃縮235U，比其他方法優越，設備可大大簡(jian)化，成本可大幅降低。據估計，該法生(sheng)產(chan)(chan)投資約是氣(qi)(qi)體(ti)擴(kuo)散法的1/2，生(sheng)產(chan)(chan)過(guo)程耗能只有氣(qi)(qi)體(ti)擴(kuo)散法的1/10左右。所以，多個國家已重視開(kai)發這種鈾(you)燃(ran)料生(sheng)產(chan)(chan)技術。1977年(nian)美(mei)國開(kai)始研究用激(ji)(ji)光(guang)(guang)提純濃縮鈾(you)，并證實此法的可行性等；1982年(nian)美(mei)國能源部確定，今后(hou)美(mei)國使用激(ji)(ji)光(guang)(guang)分(fen)(fen)離法生(sheng)產(chan)(chan)鈾(you)燃(ran)料。此法利用238U、235U形(xing)成的化合物化學(xue)鍵(jian)的鍵(jian)能不同，利用激(ji)(ji)光(guang)(guang)單一(yi)頻率的性質(zhi)可有選擇的使一(yi)種鈾(you)化合物的化學(xue)鍵(jian)斷裂達到分(fen)(fen)離效果。
激(ji)(ji)光分(fen)離技術(shu)現(xian)有激(ji)(ji)光原子(zi)法(fa)(fa)和激(ji)(ji)分(fen)子(zi)法(fa)(fa)：
原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)法濃縮用(yong)(yong)的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)料是(shi)提煉鈾(you)礦(kuang)后(hou)的(de)(de)(de)鈾(you)塊(kuai)，再(zai)把鈾(you)塊(kuai)加熱到高(gao)溫，形成(cheng)鈾(you)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)蒸(zheng)氣，鈾(you)蒸(zheng)氣里含有234U、235U、238U原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)。然后(hou)用(yong)(yong)可見光(guang)波段的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)（如用(yong)(yong)銅蒸(zheng)氣激(ji)光(guang)泵浦的(de)(de)(de)染料激(ji)光(guang)器）照射鈾(you)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)蒸(zheng)氣，調諧激(ji)光(guang)器的(de)(de)(de)輸出波長，讓(rang)它落在235U的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)吸收譜線中(zhong)心(xin)，使235U原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)電離，但(dan)不(bu)激(ji)發或電離238U原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)等。然后(hou)，利用(yong)(yong)電場(chang)對通過收集板的(de)(de)(de)235U原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)掃(sao)描、分離，如此235U原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)就從鈾(you)同位素混合(he)氣體里中(zhong)分出來(lai)了。這(zhe)種技術較成(cheng)熟，已處于生產(chan)應用(yong)(yong)階(jie)段。
分子(zi)(zi)(zi)法(fa)(fa)濃(nong)縮(suo)法(fa)(fa)則(ze)(ze)依靠(kao)鈾同位(wei)素吸(xi)收光(guang)譜上(shang)存在(zai)差異，它用的(de)原(yuan)料(liao)是鈾的(de)分子(zi)(zi)(zi)化合(he)(he)(he)物（如UF6），先用中紅外波段的(de)激光(guang)（如波長(chang)16微米的(de)激光(guang)）照(zhao)射UF6混(hun)合(he)(he)(he)氣(qi)體(ti)分子(zi)(zi)(zi)，激光(guang)波長(chang)正好是讓(rang)235U化合(he)(he)(he)物分子(zi)(zi)(zi)電離(li)(li)，235U分子(zi)(zi)(zi)吸(xi)收了這(zhe)些光(guang)子(zi)(zi)(zi)，能態會(hui)提高；再用紫外線激光(guang)器分解UF6混(hun)合(he)(he)(he)氣(qi)體(ti)分子(zi)(zi)(zi)，便(bian)可從中分離(li)(li)出235U，最(zui)后讓(rang)含235U化合(he)(he)(he)物通過分解反(fan)應，就(jiu)可得到235U。理論(lun)上(shang)它能生產出很純(chun)的(de)235U等，但此法(fa)(fa)還未達到生產階段；從發(fa)展(zhan)潛(qian)力看(kan)，分子(zi)(zi)(zi)法(fa)(fa)則(ze)(ze)比原(yuan)子(zi)(zi)(zi)法(fa)(fa)優(you)越。分子(zi)(zi)(zi)法(fa)(fa)濃(nong)縮(suo)用的(de)原(yuan)料(liao)是鈾的(de)分子(zi)(zi)(zi)化合(he)(he)(he)物，原(yuan)料(liao)來(lai)源較豐富，且分離(li)(li)過程不需加熱(re)；原(yuan)子(zi)(zi)(zi)法(fa)(fa)濃(nong)縮(suo)則(ze)(ze)需加熱(re)到2000多(duo)℃，高溫(wen)鈾蒸氣(qi)有很強的(de)腐蝕性(xing)。相對而言，分子(zi)(zi)(zi)激光(guang)法(fa)(fa)生產設備較簡單，成本較低。
分子激(ji)(ji)光(guang)(guang)法只能(neng)用于濃縮(suo)UF6，不適于純化、濃縮(suo)金屬钚(bu)（制(zhi)造原子彈等更好的(de)核材料）的(de)化合物；原子激(ji)(ji)光(guang)(guang)法既(ji)能(neng)濃縮(suo)金屬鈾，也能(neng)濃縮(suo)金屬钚(bu)。可見(jian)，分子激(ji)(ji)光(guang)(guang)法比原子激(ji)(ji)光(guang)(guang)法在(zai)防核擴散方(fang)面(mian)會(hui)有利(li)一些。
（2）氣(qi)體動力(li)學(xue)法
該技術將UF6氣(qi)體與(yu)氫或氦(hai)的混合氣(qi)體經過壓縮高速通過一個噴(pen)嘴，然后穿過一個特定的曲面，這樣便可(ke)獲得(de)從鈾(you)的混合氣(qi)體中分離(li)(li)235U同位素的離(li)(li)心(xin)力。氣(qi)體動(dong)力學分離(li)(li)法為實現濃縮純度(du)所需(xu)的級聯比(bi)氣(qi)體擴散法少，但它需(xu)大(da)量(liang)的電能。UF6與(yu)氫的混合氣(qi)體在離(li)(li)心(xin)機中的渦流板上高速離(li)(li)心(xin)旋轉后，UF6氣(qi)體濃縮流和UF6氣(qi)體貧化(hua)流分別由(you)兩條管道流出；處理(li)收集的已經多次分離(li)(li)的UF6氣(qi)體濃縮流，最后可(ke)得(de)到濃縮鈾(you)。
（3）電磁(ci)分離法(fa)
鈾(you)同(tong)(tong)(tong)位素電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)分離(li)(li)濃縮技術(shu)(shu)，基于(yu)(yu)電(dian)(dian)離(li)(li)的(de)原(yuan)子(zi)在磁(ci)(ci)(ci)場作圓周(zhou)運動時，質量不(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)離(li)(li)子(zi)因旋轉半(ban)徑不(bu)同(tong)(tong)(tong)而被(bei)(bei)分離(li)(li)。它是使(shi)鈾(you)同(tong)(tong)(tong)位素原(yuan)子(zi)離(li)(li)子(zi)同(tong)(tong)(tong)時穿(chuan)過電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)體的(de)磁(ci)(ci)(ci)場，由(you)于(yu)(yu)235U圓周(zhou)運動半(ban)徑與235U不(bu)同(tong)(tong)(tong)而被(bei)(bei)分離(li)(li)。這是20世紀(ji)40年代初使(shi)用的(de)技術(shu)(shu)，伊拉克20世紀(ji)80年代的(de)實驗研(yan)究表明，該技術(shu)(shu)與當代電(dian)(dian)子(zi)學(xue)結合能生產武(wu)器級鈾(you)材(cai)料。
（4）離子交換法
鈾(you)(you)(you)的(de)(de)(de)幾種同(tong)位(wei)素在質量上(shang)的(de)(de)(de)微小差異，能引起化(hua)(hua)學(xue)反(fan)應平衡的(de)(de)(de)小的(de)(de)(de)變化(hua)(hua)，這可用(yong)來作同(tong)位(wei)素分(fen)離(li)(li)的(de)(de)(de)基礎。該方法有兩種工藝(yi)過程：液(ye)—液(ye)化(hua)(hua)學(xue)交(jiao)換(huan)過程和固—液(ye)離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)過程，后(hou)者須(xu)用(yong)直徑大于(yu)1米(mi)離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)柱，這是(shi)一耐(nai)腐(fu)蝕、耐(nai)高壓(ya)的(de)(de)(de)圓筒狀柱。1964年(nian)10月(yue)，我(wo)國爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)第一顆原(yuan)(yuan)子(zi)彈就是(shi)用(yong)此法濃縮的(de)(de)(de)235U制造而成的(de)(de)(de)。當時，以(yi)放(fang)射化(hua)(hua)學(xue)家楊(yang)承宗(zong)（1951年(nian)6月(yue)，他(ta)(ta)獲(huo)得(de)巴(ba)黎大學(xue)理學(xue)院博士(shi)學(xue)位(wei)，其答(da)辯通過的(de)(de)(de)博士(shi)論文就是(shi)《離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)法分(fen)離(li)(li)放(fang)射性元素的(de)(de)(de)研究(jiu)》）為首的(de)(de)(de)我(wo)國科研人員，在通州(zhou)“五(wu)所”（鈾(you)(you)(you)濃縮研究(jiu)所）利用(yong)離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)法純化(hua)(hua)處理了(le)上(shang)百(bai)噸各種土(tu)法冶煉生產的(de)(de)(de)重鈾(you)(you)(you)酸銨。經過兩年(nian)多的(de)(de)(de)奮戰，他(ta)(ta)們(men)生產出(chu)了(le)2.5噸符合(he)原(yuan)(yuan)子(zi)彈原(yuan)(yuan)料(liao)要求的(de)(de)(de)純鈾(you)(you)(you)化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)，提前(qian)3個月(yue)為我(wo)國成功試爆(bao)原(yuan)(yuan)子(zi)彈提供了(le)核心(xin)物(wu)(wu)質。
1942年前鈾主要用(yong)作(zuo)玻璃和陶(tao)瓷的著色劑，用(yong)量(liang)很少。隨著235U鏈(lian)式核裂(lie)變(bian)反應(ying)的被發現，核裂(lie)變(bian)釋(shi)放的巨(ju)大能量(liang) （1kg235U釋(shi)放的裂(lie)變(bian)能相(xiang)當于1800tTNT炸(zha)藥）引起人們(men)的注意，首先用(yong)于制造原子(zi)彈、氫彈。
從50年代后期開(kai)始，鈾被越(yue)來(lai)越(yue)多地用作核(he)發(fa)電的核(he)燃料。1kg235U核(he)完全裂(lie)變所釋放的能量(liang)相當于燃燒2700t優質(zhi)煤所放出的能量(liang)。
此外，鈾核反應堆也可(ke)用作(zuo)輻(fu)照源，用于(yu)農業輻(fu)照育(yu)種、食品工業食品保(bao)鮮和滅(mie)菌，也可(ke)用于(yu)生產人造元素。在醫藥(yao)方(fang)面(mian)用于(yu)放(fang)射治療(liao)、放(fang)射免疫藥(yao)盒(he)、造影(ying)診斷等(deng)，在工業和地(di)質等(deng)方(fang)面(mian)用于(yu)工業探(tan)傷、自動控制(zhi)、地(di)質勘探(tan)和文物考古等(deng)。
科(ke)學研究及工業實踐(jian)證明，鈾是(shi)惟一(yi)(yi)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)次天然(ran)核(he)燃料(liao)，核(he)能工業必(bi)須(xu)依靠鈾。由于(yu)核(he)能工業具有和平和軍事應(ying)用(yong)(yong)兩(liang)種目的(de)(de)(de)，因此鈾便成為一(yi)(yi)種特殊商品金(jin)屬(shu)，其生產受到政治、社會和經濟(ji)多種因素的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。20世紀(ji)40～50年(nian)(nian)代，鈾主要用(yong)(yong)于(yu)核(he)武器，50年(nian)(nian)代以后主要用(yong)(yong)于(yu)核(he)發電(dian)。世界鈾的(de)(de)(de)產量(liang)長期(qi)供過于(yu)需，有大量(liang)庫存。國(guo)際市場每(mei)公斤U3O8的(de)(de)(de)價格從(cong)1978年(nian)(nian)初的(de)(de)(de)97美(mei)元降至1990年(nian)(nian)的(de)(de)(de)19.84美(mei)元。西方國(guo)家鈾年(nian)(nian)產量(liang)亦由1980年(nian)(nian)的(de)(de)(de)43960t降至1985年(nian)(nian)的(de)(de)(de)35278t。但在這段時期(qi)內，核(he)電(dian)站發展迅(xun)速，1980年(nian)(nian)裝(zhuang)機總容量(liang)為1.35億kW，1989年(nian)(nian)增至3.18億kW。1985年(nian)(nian)鈾的(de)(de)(de)年(nian)(nian)產量(liang)低于(yu)核(he)發電(dian)的(de)(de)(de)需要量(liang)。
把(ba)常規炸藥(yao)(yao)有(you)規律地安(an)放在(zai)鈾(you)的周(zhou)圍，然后使(shi)用(yong)電子(zi)(zi)雷管使(shi)這些炸藥(yao)(yao)精確的同(tong)時爆(bao)(bao)(bao)炸，產(chan)生(sheng)的巨大壓力將(jiang)(jiang)鈾(you)壓到(dao)一起，并被壓縮，達到(dao)臨(lin)界(jie)(jie)條件，發(fa)生(sheng)爆(bao)(bao)(bao)炸。或者將(jiang)(jiang)兩塊(kuai)(kuai)總質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)超過(guo)臨(lin)界(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的鈾(you)塊(kuai)(kuai)合(he)(he)到(dao)一起，也會(hui)(hui)(hui)發(fa)生(sheng)猛(meng)烈的爆(bao)(bao)(bao)炸。臨(lin)界(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)是指(zhi)維(wei)持(chi)核(he)子(zi)(zi)連(lian)(lian)(lian)鎖反(fan)(fan)應(ying)所需的裂(lie)變材料(liao)(liao)(liao)(liao)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)。不(bu)同(tong)的可(ke)裂(lie)變材料(liao)(liao)(liao)(liao)，受(shou)核(he)子(zi)(zi)的性質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)（如裂(lie)變橫切面）、物(wu)(wu)理性質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、物(wu)(wu)料(liao)(liao)(liao)(liao)形狀、純度、是否(fou)被中(zhong)子(zi)(zi)反(fan)(fan)射物(wu)(wu)料(liao)(liao)(liao)(liao)包圍、是否(fou)有(you)中(zhong)子(zi)(zi)吸收物(wu)(wu)料(liao)(liao)(liao)(liao)等(deng)等(deng)因素影響，而會(hui)(hui)(hui)有(you)不(bu)同(tong)的臨(lin)界(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)。剛(gang)好可(ke)能以產(chan)生(sheng)連(lian)(lian)(lian)鎖反(fan)(fan)應(ying)的組(zu)合(he)(he)，稱為(wei)已達臨(lin)界(jie)(jie)點。比(bi)這樣更多(duo)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的組(zu)合(he)(he)，核(he)反(fan)(fan)應(ying)的速率(lv)會(hui)(hui)(hui)以指(zhi)數(shu)增長，稱為(wei)超臨(lin)界(jie)(jie)。如果組(zu)合(he)(he)能夠(gou)在(zai)沒有(you)延遲放出中(zhong)子(zi)(zi)之下進行連(lian)(lian)(lian)鎖反(fan)(fan)應(ying)，這種(zhong)臨(lin)界(jie)(jie)被稱為(wei)即發(fa)臨(lin)界(jie)(jie)，是超臨(lin)界(jie)(jie)的一種(zhong)。即發(fa)臨(lin)界(jie)(jie)組(zu)合(he)(he)會(hui)(hui)(hui)產(chan)生(sheng)核(he)爆(bao)(bao)(bao)炸。如果組(zu)合(he)(he)比(bi)臨(lin)界(jie)(jie)點小(xiao)，裂(lie)變會(hui)(hui)(hui)隨時間減少，稱之為(wei)次臨(lin)界(jie)(jie)。核(he)子(zi)(zi)武(wu)器在(zai)引(yin)(yin)爆(bao)(bao)(bao)以前必須維(wei)持(chi)在(zai)次臨(lin)界(jie)(jie)。以鈾(you)核(he)彈為(wei)例，可(ke)以把(ba)鈾(you)分成(cheng)數(shu)大塊(kuai)(kuai)，每塊(kuai)(kuai)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)維(wei)持(chi)在(zai)臨(lin)界(jie)(jie)以下。引(yin)(yin)爆(bao)(bao)(bao)時把(ba)鈾(you)塊(kuai)(kuai)迅速結合(he)(he)。投(tou)擲在(zai)廣島(dao)的“小(xiao)男孩”原子(zi)(zi)彈是把(ba)一小(xiao)塊(kuai)(kuai)的鈾(you)透過(guo)槍管射向另一大塊(kuai)(kuai)鈾(you)上，造成(cheng)足夠(gou)的質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)。這種(zhong)設計(ji)稱為(wei)“槍式”。
2023年11月21日，由于對核能的(de)需求復(fu)蘇和(he)供(gong)應中斷，鈾的(de)價格15年來首次(ci)突破(po)80美(mei)元(yuan)/磅(bang)。紐商所追蹤實物市場(chang)鈾原(yuan)料(liao)黃餅(bing)（yellowcake）合約的(de)期貨當天觸及80.25美(mei)元(yuan)/磅(bang)。
知識小(xiao)玲
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