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鈾(Uranium)是(shi)原子序數(shu)為(wei)92的元(yuan)素(su)，其元(yuan)素(su)符號是(shi)U，是(shi)自(zi)然界中(zhong)能夠(gou)找到的最重原生元(yuan)素(su)。在(zai)自(zi)然界中(zhong)存在(zai)三種(zhong)同(tong)位素(su)，均帶(dai)有(you)放射性，擁有(you)非常(chang)長(chang)的半衰(shuai)期（數(shu)十萬年~45億(yi)年）。此外還有(you)12種(zhong)人工同(tong)位素(su)(226U~240U)。鈾在(zai)1789年由馬丁·海(hai)因里(li)希·克拉普羅特（Martin Heinrich Klaproth）發現(xian)。鈾化合(he)物早期用于瓷器的著色，在(zai)核裂變現(xian)象被發現(xian)后(hou)用作(zuo)為(wei)核燃料。

2023年4月，日本與韓國科學家(jia)發現了一種以前未(wei)知的鈾(you)同(tong)位素——鈾(you)-241。11月21日，鈾(you)的價格(ge)15年來首次(ci)突破(po)80美元/磅。

簡介

自(zi)然(ran)產生(sheng)(sheng)的最重的金(jin)屬。呈銀白色，具有硬(ying)度(du)強、密度(du)高(gao)、可(ke)延展(zhan)、有放(fang)射性等特征。一般在鈾(you)(you)與氧(yang)、氧(yang)化物或硅酸鹽(yan)的結合中發(fa)現鈾(you)(you)。鈾(you)(you)原子能發(fa)生(sheng)(sheng)裂(lie)變反應(ying)，釋放(fang)大量能量從而(er)可(ke)以應(ying)用于發(fa)電，核(he)武器制造等領域。第二次世界大戰中盟(meng)軍的核(he)武器計劃引發(fa)對(dui)鈾(you)(you)的需(xu)求，鈾(you)(you)的生(sheng)(sheng)產應(ying)運而(er)生(sheng)(sheng)。到20世紀70年代(dai)，鈾(you)(you)的生(sheng)(sheng)產工業已穩固地(di)建(jian)立起(qi)來。

化學性質

鈾(you)是(shi)Ⅲb族錒系放射性化(hua)學元(yuan)(yuan)素，符號U，原(yuan)子序(xu)數(shu)92，相(xiang)對(dui)原(yuan)子質(zhi)(zhi)量238.03，是(shi)原(yuan)子序(xu)數(shu)和相(xiang)對(dui)原(yuan)子質(zhi)(zhi)量最大的(de)天然元(yuan)(yuan)素。鈾(you)在常溫下是(shi)銀白(bai)色的(de)致密金屬，鈾(you)的(de)新切(qie)面呈發亮的(de)鋼灰色，但在室溫空氣(qi)中逐(zhu)漸生成黑色氧(yang)化(hua)膜。

鈾(you)原子(zi)(zi)的外電子(zi)(zi)層(ceng)構型為[Rn]5f36d17s2，5f36d17s2殼層(ceng)為價電子(zi)(zi)。鈾(you)有+3、+4、+5、+6四種價態(tai)，以+4和+6價態(tai)為主。

鈾(you)(you)(you)(you)是(shi)正電性(xing)很(hen)強的(de)活潑元(yuan)素，與(yu)幾乎(hu)所有(you)非金(jin)(jin)屬元(yuan)素（惰性(xing)氣體(ti)除外）反(fan)(fan)應(ying)生(sheng)成化(hua)合(he)物(wu)，常以U3+、U4+、UO2+和(he)UO22+離子形式存(cun)在。鈾(you)(you)(you)(you)與(yu)氫在523K時發生(sheng)可逆反(fan)(fan)應(ying)，生(sheng)成UH3。鈾(you)(you)(you)(you)-氧系比較(jiao)復雜，在UO2～UO3間(jian)存(cun)在多種相，重要(yao)的(de)氧化(hua)物(wu)有(you)UO2、U3O8和(he)UO3。其中(zhong)UO2是(shi)當前應(ying)用(yong)最廣泛的(de)核(he)(he)燃料。鈾(you)(you)(you)(you)與(yu)鹵素生(sheng)成核(he)(he)燃料制備(bei)工藝中(zhong)重要(yao)的(de)化(hua)合(he)物(wu)。如UF4是(shi)生(sheng)產金(jin)(jin)屬鈾(you)(you)(you)(you)和(he)UF6的(de)中(zhong)間(jian)產物(wu)。UF6的(de)三相點(dian)為(wei)(wei)337K，是(shi)氣態(tai)鈾(you)(you)(you)(you)同位素分離的(de)原料。碳化(hua)鈾(you)(you)(you)(you)、氮(dan)化(hua)鈾(you)(you)(you)(you)和(he)硅化(hua)鈾(you)(you)(you)(you)都是(shi)性(xing)能(neng)優越的(de)被認為(wei)(wei)有(you)希(xi)望的(de)核(he)(he)燃料。

金屬鈾在空氣中會(hui)變暗，可為(wei)蒸汽和酸(suan)腐蝕，但耐(nai)堿腐蝕。其原子(zi)半(ban)徑為(wei)138.5pm；U3+、U4+、U5+、U6+的離子(zi)半(ban)徑分(fen)別(bie)為(wei)103、97、89及80pm。鈾的電負性據鮑林（Pauling）測定(ding)為(wei)1.38；阿(a)爾勒德(de)（Allred）和羅切夫（Rochow）測定(ding)為(wei)1.22。

鈾(you)能(neng)與大多數非(fei)金(jin)屬(shu)元(yuan)素及其(qi)化(hua)合物發生(sheng)(sheng)反應(ying)，反應(ying)的(de)(de)溫度和反應(ying)速度隨鈾(you)的(de)(de)粒(li)度而異。鈾(you)在室(shi)溫的(de)(de)空氣或氧氣中能(neng)自(zi)燃，細粒(li)鈾(you)在水中亦能(neng)自(zi)燃。在一定條件(jian)下，鈾(you)氧化(hua)放出的(de)(de)能(neng)量可引(yin)起(qi)爆(bao)炸。鈾(you)粉(fen)塵的(de)(de)爆(bao)炸濃度下限為55mg/dm3。鈾(you)能(neng)與許(xu)多金(jin)屬(shu)反應(ying)生(sheng)(sheng)成金(jin)屬(shu)間化(hua)合物。鈾(you)可與鈮、鉿、鋯、鉬及鈦(tai)生(sheng)(sheng)成固溶體(ti)。

鈾(you)及其化(hua)(hua)合物(wu)均有較(jiao)大的(de)化(hua)(hua)學毒性，空氣中可溶(rong)性鈾(you)化(hua)(hua)合物(wu)的(de)允(yun)許濃(nong)度為(wei)0.05mg/m3，不溶(rong)性鈾(you)化(hua)(hua)合物(wu)的(de)允(yun)許濃(nong)度為(wei)0.25mg/m3，人體對天然(ran)鈾(you)的(de)放射性允(yun)許劑量(liang)，可溶(rong)性鈾(you)化(hua)(hua)合物(wu)是(shi)(shi)7400Bq，不溶(rong)性鈾(you)化(hua)(hua)合物(wu)是(shi)(shi)333Bq。

物理性質

鈾(you)(you)(you)是(shi)放射性金屬(shu)元(yuan)素，可作(zuo)為核(he)反應的(de)燃料。鈾(you)(you)(you)是(shi)銀白色(se)(se)金屬(shu)，幾乎(hu)與(yu)鋼一(yi)樣(yang)硬，密度高（相對密度約(yue)18.95），熔點1135℃，沸點4134℃。在(zai)(zai)核(he)能量發展之前(qian)，它被用作(zuo)制(zhi)造黃色(se)(se)玻(bo)璃。鈾(you)(you)(you)是(shi)自(zi)然界存在(zai)(zai)的(de)原子序數最高的(de)元(yuan)素。1841年E.佩利（1811-1890）離析出金屬(shu)鈾(you)(you)(you)，雖然在(zai)(zai)此之前(qian)鈾(you)(you)(you)已在(zai)(zai)瀝青鈾(you)(you)(you)礦(kuang)中(zhong)被認知。它也(ye)藏于云母鈾(you)(you)(you)礦(kuang)、釩鉀鈾(you)(you)(you)礦(kuang)和獨居石(shi)中(zhong)；主(zhu)要分布于加拿大、澳(ao)大利亞(ya)、南非。可通(tong)過氣體(ti)擴散技術從易揮(hui)發氣體(ti)六氟(fu)化鈾(you)(you)(you)（UF6）中(zhong)分離各同位素鈾(you)(you)(you)。

鈾存在(zai)(zai)三種(zhong)同(tong)素異(yi)形體，其(qi)存在(zai)(zai)溫(wen)度和主要(yao)結構特征列于表中。α-U在(zai)(zai)室溫(wen)時的(de)密度為(wei)(wei)19.02t/m3。α-U和β-U呈(cheng)明顯(xian)的(de)各(ge)向(xiang)異(yi)性(xing)，如在(zai)(zai)298～523K之(zhi)間，α-U單晶沿a、b、c軸熱膨脹系數分別為(wei)(wei)αa=+33.24×10-6/K、αb=-6.49×10-6/K、αc=+30.36×10-6/K。γ-U有各(ge)向(xiang)同(tong)性(xing)結構。無序排列的(de)多晶鈾在(zai)(zai)293～373K范圍的(de)熱膨脹系數等于16.3×10-6/K。在(zai)(zai)5～350K之(zhi)間的(de)比(bi)熱為(wei)(wei)27.66J/（mol·K）。α-U的(de)熱導率(lv)隨溫(wen)度提高而增加，室溫(wen)下為(wei)(wei)25.1W/（m·K），1033K時為(wei)(wei)37.7W/（m·K）。

鈾(you)的力(li)學性質隨試(shi)樣爐號(hao)和熱處理(li)的不同而(er)異。對α軋制(zhi)α退火的試(shi)樣，得到(dao)室(shi)溫(wen)(wen)最(zui)大(da)屈服強度(du)為206.8-275.8 MPa，對小變形量擠壓(ya)鈾(you)，室(shi)溫(wen)(wen)抗拉強度(du)極限為586.1～861.8MPa。鈾(you)有(you)三種晶格結(jie)構(gou)：α-U為斜方(fang)結(jie)構(gou)，a=284.785pm，b=585.801pm，c=494.553pm；β-U為正方(fang)結(jie)構(gou)，a=1076.0pm，c=565.2pm；γ-U為體心立方(fang)結(jie)構(gou)，a=352.4pm。它們(men)的轉換溫(wen)(wen)度(du)為941K（α→β）和1047K（β→γ）。

鈾(you)的(de)同素異形體(ti) α-U β-U γ-U

存(cun)在溫度范圍（K）＜941 941-1048 1048（熔點）

晶體結構(gou) 斜(xie)方四方體心立方

晶胞中原子(zi)數（個） 4 30 2

晶格常數（nm） a0 0. 28541 1. 0579 0. 3524

b0 0. 58692 - -

c0 0. 49563 0. 5656 -

鈾的重要物理性質列于(yu)下表(biao)。

性質數據

熔點T/K 1405.5

沸點(dian)T/K 4018

熔化熱Q/kJ·mol-1 15.5

氣化(hua)熱Q/kJ·mol-1 417.1

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

熱導(dao)率(lv)λ/W·m-1·K-1 27.6（300K）

電阻率ρ/Ω·m 30.8×10-8（273K）

摩爾體積(ji)Vm/cm3 12.56

線脹系(xi)數αl/K-1 12.6×10-6

同位素及半衰期

天然鈾(you)含有(you)三種同位素：238U、235U和(he)234U，它們的(de)(de)含量分(fen)別為(wei)99.28%（238U）、0.71%（235U）和(he)0.006%（234U），半衰期(qi)分(fen)別為(wei)（238U）4.51×109、（235U）7.09×108和(he)（234U）2.35×105年。其中以(yi)235U為(wei)最重要(yao)，是目前核動力的(de)(de)燃料。一(yi)個(ge)(ge)235U核吸收(shou)一(yi)個(ge)(ge)熱中子(zi)(zi)發生裂(lie)變(bian)(bian)時(shi)放出約2.5個(ge)(ge)中子(zi)(zi)，并釋放出207MeV能(neng)量。1kg235U核裂(lie)變(bian)(bian)放出的(de)(de)能(neng)量相當于燃燒2700t煤所產(chan)生的(de)(de)能(neng)量。根據反(fan)應堆(dui)堆(dui)型及其工作條件，核燃料可采用天然鈾(you)或提高了U含量的(de)(de)富集鈾(you)。用氣體(ti)擴散法、離(li)心法或激光(guang)法等(deng)分(fen)離(li)鈾(you)同位素，可使U的(de)(de)富集度達到90%以(yi)上。U俘獲中子(zi)(zi)后轉(zhuan)變(bian)(bian)成易裂(lie)變(bian)(bian)的(de)(de)Pu（钚(bu)）。Pu和(he)U也是制造核武器的(de)(de)主要(yao)原料。

在25km地(di)殼內含1014t鈾(you)，其中海(hai)水(shui)含1010t，每(mei)噸海(hai)水(shui)平均含鈾(you)3.3mg。自然界(jie)存在幾(ji)百種含鈾(you)的礦(kuang)物，但大多是(shi)貧礦(kuang)，所以經(jing)(jing)濟地(di)大量開采很困難。目(mu)前，經(jing)(jing)濟上有(you)開采價值的鈾(you)礦(kuang)含U3O8量為0.1%左右(you)。如果發(fa)展(zhan)快(kuai)中子增殖堆(dui)，則鈾(you)資源利(li)用(yong)率可比壓(ya)水(shui)堆(dui)提高60～70倍。

鈾同位素中(zhong)存量最(zui)多的(de)是238U，再(zai)者是可用(yong)作核能(neng)發電的(de)燃料的(de)235U，豐度最(zui)少的(de)是234U。此(ci)外還(huan)有12種人工同位素。

同位素豐度半衰(shuai)期衰(shuai)變(bian)(bian)模式衰(shuai)變(bian)(bian)能量（MeV）衰(shuai)變(bian)(bian)產(chan)物(wu)

232U 人造 68.9年自發分裂 - -

α衰變(bian) 5.414 Th-228

233U 人造(zao) 159200年自發分裂 197.93 -

α衰變 4.909 Th-229

234U 0.01% 245500年自發分(fen)裂 197.78 -

α衰(shuai)變 4.859 Th-230

235U 0.72% 7.038×108年自(zi)發(fa)分裂 202.48 -

α衰變 4.679 Th-231

236U 人造(zao) 2.342×107年自發分裂(lie) 201.82 -

α衰變 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(fa)分裂 205.87 -

α衰變 4.27 Th-234

核性質

鈾(you)的熱(re)中子吸收截面為7.60b±0.07b。鈾(you)的同(tong)(tong)位素(su)（包括同(tong)(tong)核異能素(su)）有15種(zhong)，其質量數從227至240。鈾(you)的天(tian)然同(tong)(tong)位素(su)組成列于下(xia)表。

核素相對原子質量自然豐(feng)度/% 半衰期T1/2/a 衰變(bian)模式及衰變(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)系的(de)(de)(de)始(shi)(shi)祖核(he)素，238U為鈾鐳系的(de)(de)(de)始(shi)(shi)祖核(he)素，234U是238U的(de)(de)(de)衰(shuai)變(bian)系產物。235U是惟一天(tian)然(ran)的(de)(de)(de)可(ke)裂(lie)變(bian)核(he)素。235U核(he)素受熱中子(zi)轟擊，吸(xi)收一個(ge)(ge)中子(zi)后發生裂(lie)變(bian)（誘發裂(lie)變(bian)）。一個(ge)(ge)235U核(he)在裂(lie)變(bian)時放出的(de)(de)(de)總能(neng)量為195MeV，同時放出2～3（平均(jun)2.5）個(ge)(ge)中子(zi)。只要其(qi)中一個(ge)(ge)中子(zi)引起另一個(ge)(ge)235U核(he)發生裂(lie)變(bian)，鏈式(shi)核(he)裂(lie)變(bian)就(jiu)會持續進(jin)行下去。238U不是裂(lie)變(bian)核(he)素，但238U在反應堆活(huo)性區吸(xi)收中子(zi)后生成239U，239U再經兩次(ci)β衰(shuai)變(bian)生成能(neng)裂(lie)變(bian)的(de)(de)(de)Pu。因此，可(ke)以利用快(kuai)中子(zi)增殖堆充(chong)分發揮238U的(de)(de)(de)作(zuo)用，提高天(tian)然(ran)鈾的(de)(de)(de)利用率。

發現簡史

鈾(you)(you)(you)(you)(you)（yóu）英(ying)文名(ming)Uranium，得(de)名(ming)于(yu)天王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)名(ming)字“Uranus”。1789年(nian)M.H.克拉(la)普羅特（Martin Heinrich Klaproth）首(shou)先從瀝青(qing)鈾(you)(you)(you)(you)(you)礦(kuang)中(zhong)(zhong)(zhong)發(fa)(fa)(fa)現了(le)(le)“鈾(you)(you)(you)(you)(you)”，就用1781年(nian)新發(fa)(fa)(fa)現的(de)(de)(de)一個行(xing)星(xing)——天王(wang)星(xing)命(ming)名(ming)它為(wei)(wei)uranium，元(yuan)素符號定為(wei)(wei)U。但1841年(nian)E.M.佩利若（Eugene-Melchior Peligot）證明該(gai)物(wu)質系二(er)(er)氧化鈾(you)(you)(you)(you)(you)，隨后用鉀還原UCl4制備(bei)了(le)(le)金屬鈾(you)(you)(you)(you)(you)。1896年(nian)A.H.貝可勒(le)爾（Antoine Henri Becquerel）發(fa)(fa)(fa)現了(le)(le)鈾(you)(you)(you)(you)(you)的(de)(de)(de)放射性現象。那時(shi)對鈾(you)(you)(you)(you)(you)的(de)(de)(de)研(yan)究屬純理論性的(de)(de)(de)，鈾(you)(you)(you)(you)(you)化合物(wu)只用于(yu)玻璃(li)和陶瓷的(de)(de)(de)著色。1898年(nian)在鈾(you)(you)(you)(you)(you)礦(kuang)中(zhong)(zhong)(zhong)發(fa)(fa)(fa)現了(le)(le)鐳，鈾(you)(you)(you)(you)(you)便成為(wei)(wei)開采鐳的(de)(de)(de)副產品。1938年(nian)O.哈恩（Otto Hahn）和F.施特拉(la)斯(si)曼（Fritz Strassmann）用中(zhong)(zhong)(zhong)子轟擊鈾(you)(you)(you)(you)(you)核(he)(he)發(fa)(fa)(fa)現核(he)(he)裂(lie)變同時(shi)釋(shi)放出能量，引起了(le)(le)人們(men)重新對鈾(you)(you)(you)(you)(you)的(de)(de)(de)重視。第二(er)(er)次世(shi)界大(da)戰(zhan)期間和戰(zhan)后，由(you)于(yu)核(he)(he)武器(qi)和核(he)(he)動(dong)力的(de)(de)(de)需要，加(jia)速了(le)(le)鈾(you)(you)(you)(you)(you)資(zi)源(yuan)的(de)(de)(de)勘(kan)探和開采。

美國為此設(she)立(li)了專門(men)研究原(yuan)子彈的(de)機構(gou)。1945年(nian)美國在日本(ben)廣(guang)島投擲了第一顆235U原(yuan)子彈，幾天后又在日本(ben)長崎投下了一顆239Pu原(yuan)子彈。1954年(nian)蘇聯建成了第一座核(he)電(dian)站。從此，鈾的(de)科(ke)研和生(sheng)產受到世(shi)界各國的(de)高(gao)度重(zhong)視，核(he)武器制(zhi)造和核(he)發(fa)電(dian)工(gong)業便得到迅(xun)速發(fa)展。中國的(de)鈾工(gong)業自20世(shi)紀50年(nian)代(dai)興起，已形成完整(zheng)的(de)和具(ju)有相當規(gui)模的(de)科(ke)研和工(gong)業生(sheng)產體系。

2023年4月，日(ri)本與韓國科學家(jia)發現(xian)了一種(zhong)以前未(wei)知(zhi)的鈾(you)同(tong)位素——鈾(you)-241。其原子(zi)序數為92，質量(liang)為241，半衰期(qi)可能只(zhi)有40分鐘，這是自1979年以來科學家(jia)首次發現(xian)富含中子(zi)的鈾(you)同(tong)位素。

鈾的化合物

鈾有多種化合物，主要(yao)鈾化合物的化學式、存在形態和用途(tu)列于下表。

名(ming)稱化學式(shi) 存在形(xing)態用途

二(er)氧化鈾 UO2 深褐色或黑色粉(fen)末(mo) 制造反應(ying)堆元件或

生產UF4

三(san)氧(yang)化(hua)鈾 UO3 無定形UO3或α-UO3，褐色(se)，β-UO3橙色(se)粉末，γ-UO3 還原成UO2

亮黃色(se)，δ-UO3紅色(se)，Σ-UO3磚紅色(se)，η-UO3棕色(se)

八氧化(hua)三(san)鈾 U3O8 橄(gan)欖綠色(se)（有時呈墨綠或黑色(se)）粉末(mo)翠綠色(se)晶體（綠鹽）儲存、還原成UO2制取金屬鈾或UF6

四氟化(hua)鈾 UF4 室溫下近于白色(se)固體，在309K溫度升華，最易揮發的鈾化(hua)合(he)物同位素分離，濃(nong)縮

六氟化鈾 UF6 235U

硝酸鈾酰(xian) UO2(NO3)2 UO2（NO3）2·6H2O亮黃色晶體脫(tuo)硝成UO3

重鈾酸銨(an) (NH4)2U2O7 黃(huang)色沉淀物（俗(su)稱(cheng)“黃(huang)餅”）質量好的呈片狀結晶熱(re)分(fen)解成UO2或

UO3

三碳(tan)酸(suan)鈾酰銨 (NH4)4UO2(CO3)3 淡黃(huang)色晶體熱分解成(cheng)UO2

鈾的合金

鈾(you)能(neng)(neng)與多種金(jin)屬(shu)(shu)生(sheng)成金(jin)屬(shu)(shu)間化合(he)物。鈾(you)具有化學性(xing)(xing)質活潑、各(ge)向異性(xing)(xing)結(jie)(jie)構(gou)和機械(xie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)較差等缺陷。鈾(you)合(he)金(jin)的某些性(xing)(xing)質優于金(jin)屬(shu)(shu)鈾(you)，這(zhe)在核燃料元件制造中相(xiang)當重要。添加適量的其(qi)他金(jin)屬(shu)(shu)，如鈮、鉻(ge)、鉬或鋯能(neng)(neng)改善鈾(you)的熱(re)導率(lv)、晶(jing)體結(jie)(jie)構(gou)及金(jin)相(xiang)結(jie)(jie)構(gou)、熱(re)處理特性(xing)(xing)、輻照(zhao)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)和耐蝕性(xing)(xing)等。

貧(pin)(pin)鈾(you)(you)彈即(ji)利用貧(pin)(pin)鈾(you)(you)合(he)金制造的(de)一(yi)種高效燃燒(shao)穿(chuan)(chuan)甲彈，它借助(zhu)貧(pin)(pin)鈾(you)(you)材(cai)料密(mi)(mi)度(du)(du)(du)大（鉛密(mi)(mi)度(du)(du)(du)的(de)2倍）、強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)大（鋼強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)的(de)3倍）和穿(chuan)(chuan)透(tou)力強(qiang)(qiang)，且(qie)易燃燒(shao)的(de)特點制作(zuo)(zuo)而(er)成，貧(pin)(pin)鈾(you)(you)合(he)金含238U、235U等(deng)，貧(pin)(pin)鈾(you)(you)彈爆炸后殘留(liu)的(de)235U等(deng)能(neng)損害腎臟、神經(jing)系統，可導致肺癌等(deng)。密(mi)(mi)度(du)(du)(du)、硬度(du)(du)(du)較大的(de)貧(pin)(pin)鈾(you)(you)合(he)金，還(huan)可制作(zuo)(zuo)防(fang)輻射(she)材(cai)料等(deng)。

鈾的賦存及資源

鈾廣泛存在(zai)于地(di)殼和海水中(zhong)。海水中(zhong)鈾的濃度為(wei)(wei)3×10-7%，地(di)殼豐(feng)度為(wei)(wei)2.3×10-4%，但在(zai)地(di)殼中(zhong)很分(fen)散(san)。

鈾的礦物

鈾礦(kuang)(kuang)(kuang)物按成(cheng)因(yin)可分為原生鈾礦(kuang)(kuang)(kuang)和(he)次(ci)生鈾礦(kuang)(kuang)(kuang)兩(liang)大(da)類(lei)。除瀝青鈾礦(kuang)(kuang)(kuang)外，原生鈾礦(kuang)(kuang)(kuang)均存在于偉(wei)晶巖中，原生礦(kuang)(kuang)(kuang)物經風化(hua)和(he)熱液作用易轉變(bian)成(cheng)各(ge)種(zhong)次(ci)生礦(kuang)(kuang)(kuang)物。鈾礦(kuang)(kuang)(kuang)的成(cheng)因(yin)、產狀(zhuang)、含(han)鈾量(liang)及(ji)伴(ban)生礦(kuang)(kuang)(kuang)物和(he)圍巖均會影響到(dao)鈾礦(kuang)(kuang)(kuang)的加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)。已(yi)發現(xian)的鈾礦(kuang)(kuang)(kuang)物和(he)含(han)鈾礦(kuang)(kuang)(kuang)物約(yue)有500多種(zhong)。其(qi)中常見并(bing)具有工(gong)業實用價(jia)值的僅(jin)二(er)三十種(zhong)。下表所列為重要的鈾礦(kuang)(kuang)(kuang)物。

類(lei)型礦(kuang)物名稱組(zu) 成鈾(you)含量(liang)（質量(liang)分數ω）/%

原生鈾礦瀝青(qing)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）鈾(you)礦 UO2·mUO3·nH2O

銅鈾(you)云母(mu) Cu(UO2)2(PO4)2·(8～12)H2O 50

鈣鈾云(yun)母(mu) 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(gai)鈾礦 Ca(UO2)2(VO4)2·8H2O 50～60

除澳(ao)大(da)利(li)(li)亞、加拿大(da)有一些較大(da)的富(fu)鈾(you)(you)礦(kuang)(kuang)床(chuang)（含鈾(you)(you)1%～10%）外，大(da)多(duo)(duo)數鈾(you)(you)礦(kuang)(kuang)的含鈾(you)(you)品位為0.1%～0.2%。鈾(you)(you)水冶(ye)廠(chang)大(da)多(duo)(duo)直接處理鈾(you)(you)原礦(kuang)(kuang)，但通過選礦(kuang)(kuang)能提高礦(kuang)(kuang)石品位，降(jiang)低成本。一些國家(jia)正(zheng)采用(yong)放射分選機對塊狀鈾(you)(you)礦(kuang)(kuang)石進(jin)行選礦(kuang)(kuang)。為了綜合(he)利(li)(li)用(yong)或改(gai)善(shan)鈾(you)(you)礦(kuang)(kuang)石加工性能，有的礦(kuang)(kuang)石還需(xu)經配礦(kuang)(kuang)、焙燒(shao)等預處理。

此外，含(han)鈾(you)(you)的(de)磷(lin)酸鹽礦(kuang)、褐煤、頁(ye)巖、鈾(you)(you)礦(kuang)水、含(han)鈾(you)(you)銅廢石(shi)堆浸液和海水等都可成(cheng)為提鈾(you)(you)的(de)原(yuan)料。例如，1988年美國從濕法磷(lin)酸等副產品(pin)中回收的(de)鈾(you)(you)達1500t，約(yue)占(zhan)其總產量5190t鈾(you)(you)的(de)29%。

分布范圍

鈾(you)通常被人們認為是(shi)一種(zhong)稀有金屬，盡管鈾(you)在地殼中的(de)含量很(hen)高，比汞、鉍(bi)、銀要多(duo)得(de)多(duo)，但(dan)由于提取鈾(you)的(de)難(nan)度較大，所(suo)以它注定(ding)了(le)要比汞這些元(yuan)素發現的(de)晚(wan)得(de)多(duo)。盡管鈾(you)在地殼中分布廣泛，但(dan)是(shi)只有瀝青鈾(you)礦和鉀(jia)釩鈾(you)礦兩種(zhong)常見的(de)礦床。

地殼(ke)中(zhong)(zhong)鈾(you)(you)的(de)(de)平(ping)(ping)均(jun)(jun)含(han)量(liang)(liang)約為百(bai)萬(wan)分之2.5，即平(ping)(ping)均(jun)(jun)每(mei)噸(dun)(dun)地殼(ke)物(wu)質中(zhong)(zhong)約含(han)2.5克鈾(you)(you)，這比鎢、汞、金、銀(yin)等(deng)元素(su)的(de)(de)含(han)量(liang)(liang)還高。鈾(you)(you)在(zai)各種(zhong)巖(yan)石中(zhong)(zhong)的(de)(de)含(han)量(liang)(liang)很不均(jun)(jun)勻。例如在(zai)花崗(gang)(gang)巖(yan)中(zhong)(zhong)的(de)(de)含(han)量(liang)(liang)就要高些，平(ping)(ping)均(jun)(jun)每(mei)噸(dun)(dun)含(han)3.5克鈾(you)(you)。在(zai)地殼(ke)的(de)(de)第(di)一(yi)層（距地表20 km）內含(han)鈾(you)(you)近1.3×1014噸(dun)(dun)。依此推(tui)算，一(yi)立方公(gong)里的(de)(de)花崗(gang)(gang)巖(yan)就會(hui)含(han)有約一(yi)萬(wan)噸(dun)(dun)鈾(you)(you)。海(hai)(hai)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)鈾(you)(you)的(de)(de)濃度相當低，每(mei)噸(dun)(dun)海(hai)(hai)水(shui)(shui)(shui)平(ping)(ping)均(jun)(jun)只含(han)3.3毫克鈾(you)(you)，但由于海(hai)(hai)水(shui)(shui)(shui)總量(liang)(liang)極大（海(hai)(hai)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)總含(han)鈾(you)(you)量(liang)(liang)可達4.5×109噸(dun)(dun)），且從水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)提取有其方便之處，所以不少國(guo)(guo)家，特別是那些缺少鈾(you)(you)礦資(zi)源的(de)(de)國(guo)(guo)家，正在(zai)探索海(hai)(hai)水(shui)(shui)(shui)提鈾(you)(you)的(de)(de)方法。

由于鈾(you)(you)(you)的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)性質很(hen)活潑，所(suo)以自然界不存在(zai)游離態的(de)(de)(de)金屬鈾(you)(you)(you)，它總(zong)是(shi)以化(hua)合(he)狀態存在(zai)著。已知的(de)(de)(de)鈾(you)(you)(you)礦物(wu)(wu)有(you)(you)一百(bai)七十(shi)多種(zhong)，但具有(you)(you)工業開采(cai)價值的(de)(de)(de)鈾(you)(you)(you)礦只有(you)(you)二(er)(er)、三十(shi)種(zhong)，其中最(zui)重要(yao)的(de)(de)(de)有(you)(you)瀝青鈾(you)(you)(you)礦（主要(yao)成分為八氧(yang)化(hua)三鈾(you)(you)(you)）、品質鈾(you)(you)(you)礦（主要(yao)成分為二(er)(er)氧(yang)化(hua)鈾(you)(you)(you)）、鈾(you)(you)(you)石和(he)鈾(you)(you)(you)黑等。很(hen)多的(de)(de)(de)鈾(you)(you)(you)礦物(wu)(wu)都呈黃(huang)色、綠色或黃(huang)綠色。有(you)(you)些(xie)鈾(you)(you)(you)礦物(wu)(wu)在(zai)紫外線下能發出強(qiang)烈的(de)(de)(de)熒光。正是(shi)鈾(you)(you)(you)礦物(wu)(wu)（鈾(you)(you)(you)化(hua)合(he)物(wu)(wu)）這種(zhong)發熒光的(de)(de)(de)特性，才(cai)導(dao)致(zhi)了放射性現象(xiang)的(de)(de)(de)發現。

雖然(ran)鈾元素的(de)(de)分(fen)布(bu)相(xiang)當廣，但(dan)鈾礦(kuang)床的(de)(de)分(fen)布(bu)卻(que)很有限。鈾資源主(zhu)要(yao)分(fen)布(bu)在(zai)美國(guo)、加拿(na)大、南非、西(xi)南非、澳大利亞(ya)等國(guo)家和地區。據估計，已(yi)(yi)探明(ming)的(de)(de)工(gong)業儲量(liang)到1972年已(yi)(yi)超(chao)過一(yi)百萬噸。

鈾及其一系列衰變子體的(de)放射(she)性是存(cun)在(zai)鈾的(de)最好標志。人的(de)肉眼雖然(ran)看不見(jian)放射(she)性，但是借助于(yu)專門的(de)儀器(qi)卻可以方便地把(ba)它探測出來。因(yin)此(ci)，鈾礦資(zi)源的(de)普查和勘(kan)探幾(ji)乎都利用了(le)鈾具有放射(she)性這一特(te)點：若發現某個地區巖(yan)石、土壤、水、甚至(zhi)植物內(nei)放射(she)性特(te)別強(qiang)，就說明那個地區可能(neng)有鈾礦存(cun)在(zai)。

提取冶金

鈾(you)(you)的(de)提取冶金具有三(san)個特點。第(di)一(yi)，鈾(you)(you)礦石的(de)品位很低，一(yi)般(ban)含鈾(you)(you)（238U+235U）0.1%～0.2%，而其中235U僅為0.0007%～0.0014%，為獲得核純鈾(you)(you)，必須經(jing)過一(yi)系列富集(ji)、提純過程(cheng)。第(di)二(er)，核純金屬鈾(you)(you)需再經(jing)同(tong)位素分離(li)，制成不(bu)同(tong)豐度(du)的(de)濃縮235U。第(di)三(san)，工藝過程(cheng)繁(fan)雜(za)，并存在(zai)輻射危(wei)害(hai)問題。因此，鈾(you)(you)生(sheng)產技術難度(du)大，安全防(fang)護要求嚴(yan)格。

除了就地浸出以及從其他含(han)鈾(you)物料提(ti)(ti)鈾(you)外，鈾(you)的提(ti)(ti)取(qu)(qu)冶金(jin)都是從鈾(you)礦(kuang)石（原礦(kuang)或精礦(kuang)）開(kai)始的，通(tong)常包括鈾(you)提(ti)(ti)取(qu)(qu)、四氟(fu)化鈾(you)制取(qu)(qu)、金(jin)屬(shu)鈾(you)制取(qu)(qu)、六氟(fu)化鈾(you)制取(qu)(qu)、鈾(you)同位素分離、制取(qu)(qu)含(han)濃(nong)縮U的金(jin)屬(shu)鈾(you)和鈾(you)燃料元(yuan)件(jian)加工等主(zhu)要步驟。

（1）鈾(you)提取。包括鈾(you)礦(kuang)石的浸出(chu)、液固分離(li)、富集、提純(chun)（常(chang)用(yong)離(li)子交換或溶劑萃取法）及沉淀(dian)產(chan)物熱分解制取核純(chun)UO2或U3O8。

（2）四氟化鈾(you)制取。將(jiang)UO2（U3O8可用氫還原成UO2）氫氟化成四氟化鈾(you)（綠鹽）。

（3）金屬鈾制(zhi)取。用金屬鈣(gai)或(huo)鎂將UF4還原成金屬鈾，金屬鈾再經精煉、澆(jiao)鑄(zhu)、加工、鍛(duan)造(zao)（或(huo)擠壓(ya)）成形、包殼等(deng)處理(li)制(zhi)成天然鈾的反應堆元件，供生產裂變元素239Pu用。

（4）六氟(fu)化鈾(you)制(zhi)取。將UF4氟(fu)化成(cheng)UF6。

（5）鈾同位素分離。利用235U與238U質量之(zhi)間(jian)的(de)微小差異，通過對UF6的(de)氣體擴散（或離心分離），制取不同豐度的(de)濃(nong)縮(suo)235UF6。

（6）制(zhi)取(qu)含濃(nong)(nong)縮(suo)235U的金屬鈾。將濃(nong)(nong)縮(suo)235UF6經氫還(huan)原成(cheng)(cheng)235UF4，再轉化成(cheng)(cheng)濃(nong)(nong)縮(suo)235UO2。用鈣(gai)或鎂還(huan)原235UF4制(zhi)成(cheng)(cheng)含濃(nong)(nong)縮(suo)U的金屬鈾。

（7）鈾燃料元件加工(gong)。將濃縮UO2或金屬鈾進一步(bu)加工(gong)制成反(fan)應堆燃料元件或其他(ta)最終(zhong)產品。

安全防護

鈾(you)及其化合物(wu)(wu)既會放(fang)(fang)出危害生物(wu)(wu)的射線，又有(you)化學毒性，在(zai)生產過程中必須采取(qu)安全(quan)(quan)防(fang)護(hu)措施(shi)。安全(quan)(quan)防(fang)護(hu)措施(shi)的主要內容包括(kuo)嚴(yan)防(fang)粉塵及氡(dong)氣進(jin)入人體(ti)；使生產場地的輻射劑(ji)量低于放(fang)(fang)射性衛(wei)生防(fang)護(hu)規(gui)定的限值；排放(fang)(fang)的三廢經處理(li)后必須達到(dao)國家規(gui)定的排放(fang)(fang)標準。要注意濃(nong)縮鈾(you)產物(wu)(wu)臨界安全(quan)(quan)。

發展趨勢

利用低(di)品位(wei)(wei)鈾礦(kuang)石及其他(ta)含鈾物料以(yi)擴(kuo)大鈾資源(yuan)。重視鈾的(de)(de)就地浸出、堆(dui)浸、細(xi)菌浸出等浸出方法(fa)的(de)(de)開發(fa)和推(tui)廣(guang)應(ying)用，以(yi)節省能(neng)耗和降(jiang)低(di)生(sheng)產(chan)成(cheng)本。開發(fa)并推(tui)廣(guang)應(ying)用快中(zhong)子增殖堆(dui)，提高天然鈾的(de)(de)利用率(lv)。研究開發(fa)無廢物工藝，減輕鈾對(dui)環境的(de)(de)污染。發(fa)展節能(neng)的(de)(de)離心法(fa)、激(ji)光法(fa)等同(tong)位(wei)(wei)素分離方法(fa)，替代耗能(neng)高的(de)(de)擴(kuo)散(san)法(fa)。

鈾原子核裂變

自然界(jie)里234U不會發生(sheng)核(he)裂變(bian)，通(tong)常，238U也(ye)不會發生(sheng)裂變(bian)，只有235U易發生(sheng)核(he)裂變(bian)，核(he)燃(ran)料(liao)主要指235U。235U半(ban)衰(shuai)(shuai)期(qi)(qi)為7.038×108年(nian)，從235U開始，經(jing)過(guo)11次(ci)連(lian)續衰(shuai)(shuai)變(bian)，最后(hou)出(chu)現(xian)穩(wen)定(ding)的(de)207Pb。238U半(ban)衰(shuai)(shuai)期(qi)(qi)為4.468×109年(nian)，從238U開始，經(jing)過(guo)14次(ci)連(lian)續衰(shuai)(shuai)變(bian)，最后(hou)出(chu)現(xian)穩(wen)定(ding)的(de)206Pb-206。238U連(lian)續衰(shuai)(shuai)變(bian)中(zhong)，子核(he)半(ban)衰(shuai)(shuai)期(qi)(qi)最長的(de)是(shi)234U，它的(de)半(ban)衰(shuai)(shuai)期(qi)(qi)是(shi)2.45×105年(nian)。

235U、233U和(he)239Pu是主(zhu)要的(de)核裂(lie)變(bian)物(wu)(wu)質，可直(zhi)接做(zuo)核燃料(liao)，它(ta)們能大量獲(huo)得、并(bing)易吸收(shou)慢中(zhong)子(zi)（能量小于(yu)1eV）并(bing)發生裂(lie)變(bian)，234U、238U則不行(xing)。235U存在于(yu)天然鈾(you)(you)中(zhong)，233U和(he)239Pu要靠鈾(you)(you)核反應堆生產。235U、233U和(he)239Pu，任何能量的(de)中(zhong)子(zi)均可使它(ta)們分(fen)裂(lie)、釋放能量；對235U來說，速度越慢的(de)中(zhong)子(zi)越易引起裂(lie)變(bian)。238U吸收(shou)一(yi)個中(zhong)子(zi)，也可轉變(bian)為裂(lie)變(bian)物(wu)(wu)質。

235U和238U都能自發(fa)裂變，但后者自發(fa)裂變的幾率很小。

U-235裂變

研(yan)究表(biao)明(ming)，235U吸(xi)收慢(man)中(zhong)(zhong)子后，有40多(duo)(duo)種裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)方式，至少(shao)能(neng)(neng)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)36種元素的300多(duo)(duo)種核(he)(he)素和快(kuai)中(zhong)(zhong)子（平均2.5個），并釋放巨大能(neng)(neng)量(liang)。鈾(you)核(he)(he)裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)物(wu)除中(zhong)(zhong)子外(wai)，通常(chang)有兩(liang)種（兩(liang)分(fen)裂(lie)(lie)(lie)）裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)物(wu)，還(huan)(huan)有三(san)種（三(san)分(fen)裂(lie)(lie)(lie)）和四種裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)物(wu)（1946 年，我國(guo)物(wu)理學(xue)家錢三(san)強等在法國(guo)發(fa)現），“三(san)分(fen)裂(lie)(lie)(lie)”幾(ji)率(lv)極小。除中(zhong)(zhong)子外(wai)，鈾(you)核(he)(he)“兩(liang)分(fen)裂(lie)(lie)(lie)”的碎(sui)塊有許(xu)多(duo)(duo)組(zu)合(he)方式，碎(sui)塊質量(liang)比(bi)大致為3：2的發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)幾(ji)率(lv)最大，碎(sui)塊質量(liang)相同的機會極小；鈾(you)“三(san)分(fen)裂(lie)(lie)(lie)”，其(qi)中(zhong)(zhong)一塊是α粒(li)子，“三(san)分(fen)裂(lie)(lie)(lie)”發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的幾(ji)率(lv)是“二分(fen)裂(lie)(lie)(lie)”的3/1000。統計表(biao)明(ming)，235U裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)發(fa)射的中(zhong)(zhong)子能(neng)(neng)量(liang)（動能(neng)(neng)）在0.1-20MeV范圍，平均為2MeV。僅有快(kuai)中(zhong)(zhong)子不(bu)能(neng)(neng)使天然鈾(you)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)持(chi)續的裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)鏈式反應，慢(man)中(zhong)(zhong)子也(ye)不(bu)能(neng)(neng)使238U發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)，持(chi)續的裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)反應在238U中(zhong)(zhong)不(bu)可能(neng)(neng)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)。235U和240Pu等，除中(zhong)(zhong)子可引發(fa)其(qi)核(he)(he)裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)外(wai)，具有足夠能(neng)(neng)量(liang)的帶電(dian)粒(li)子或(huo)γ射線等也(ye)能(neng)(neng)引發(fa)裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)。此(ci)外(wai)，鈾(you)對約25eV的中(zhong)(zhong)子還(huan)(huan)會產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)俘(fu)獲(huo)共振，即(ji)俘(fu)獲(huo)而(er)不(bu)裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)。

235U結合能(neng)(neng)小，核裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)勢(shi)壘較低(di)，任(ren)何能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)的(de)中(zhong)(zhong)(zhong)子都能(neng)(neng)使(shi)(shi)它(ta)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)，且對(dui)慢中(zhong)(zhong)(zhong)子（中(zhong)(zhong)(zhong)子速率(lv)為2.2×103m/s，與常(chang)(chang)溫下氣體分子運動速率(lv)相(xiang)當。這(zhe)樣(yang)，它(ta)在鈾核附近的(de)時(shi)間(jian)相(xiang)對(dui)較長(chang)，容(rong)易擊中(zhong)(zhong)(zhong)鈾核使(shi)(shi)之(zhi)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)）有很大的(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)截(jie)(jie)面(mian)（裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)幾率(lv)大）。235U吸(xi)收一個慢中(zhong)(zhong)(zhong)子，通常(chang)(chang)先形(xing)成激發態(tai)的(de)236U（復核），然后裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)成兩(liang)塊，同時(shi)釋放中(zhong)(zhong)(zhong)子和能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)等。熱(re)(re)中(zhong)(zhong)(zhong)子（慢中(zhong)(zhong)(zhong)子的(de)一種(zhong)）反應(ying)堆里，235U熱(re)(re)中(zhong)(zhong)(zhong)子裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)截(jie)(jie)面(mian)比238U的(de)熱(re)(re)中(zhong)(zhong)(zhong)子裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)截(jie)(jie)面(mian)要(yao)大200倍，這(zhe)樣(yang)，就會(hui)有足(zu)夠數量(liang)(liang)(liang)的(de)中(zhong)(zhong)(zhong)子引起(qi)235U核裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)，這(zhe)可彌補(bu)天然鈾或濃縮(suo)鈾中(zhong)(zhong)(zhong)235U含量(liang)(liang)(liang)較少之(zhi)弱點；這(zhe)種(zhong)反應(ying)堆工作(zuo)時(shi)，鈾的(de)利(li)用率(lv)為1%-2%。

U-238裂變

238U（240Pu、232Th）裂(lie)變(bian)(bian)是(shi)(shi)有閥(fa)的，小(xiao)于(yu)1.1MeV的中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)會被(bei)(bei)其吸收或散射，不能(neng)(neng)引發裂(lie)變(bian)(bian)；較大(da)能(neng)(neng)量(liang)(liang)的中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)才能(neng)(neng)使它們(men)裂(lie)變(bian)(bian)，但可(ke)能(neng)(neng)性又極小(xiao)。238U結合能(neng)(neng)較大(da)，裂(lie)變(bian)(bian)勢壘(lei)較高，能(neng)(neng)量(liang)(liang)超過1.4MeV的快(kuai)中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)才能(neng)(neng)使它裂(lie)變(bian)(bian)，釋放的中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)能(neng)(neng)量(liang)(liang)較大(da)。研究顯示，238U在幾(ji)MeV以上有很多共振吸收峰，其裂(lie)變(bian)(bian)幾(ji)率(lv)隨中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)能(neng)(neng)量(liang)(liang)增大(da)而增大(da)。238U不易產生(sheng)裂(lie)變(bian)(bian)，但吸收中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)后能(neng)(neng)變(bian)(bian)成239Pu和233U等(deng)較好(hao)的核裂(lie)變(bian)(bian)物質。熱(re)中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)被(bei)(bei)238U俘獲的幾(ji)率(lv)是(shi)(shi)熱(re)中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)使235U裂(lie)變(bian)(bian)幾(ji)率(lv)的1/190左右(you)。快(kuai)中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)同238U核的主要作(zuo)用(yong)是(shi)(shi)非彈性碰(peng)撞，大(da)部分中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)都(dou)是(shi)(shi)通(tong)過非彈性碰(peng)撞降低能(neng)(neng)量(liang)(liang)，再在多次碰(peng)撞中(zhong)(zhong)被(bei)(bei)238U核吸收。

鈾濃縮

濃縮鈾簡介

鈾(you)(you)(you)(you)材料(liao)(liao)里(li)235U的(de)含量高(gao)于0.7%即濃縮鈾(you)(you)(you)(you)。鈾(you)(you)(you)(you)是重要的(de)核燃料(liao)(liao)和原子(zi)彈(dan)(dan)核心材料(liao)(liao)，現(xian)在使(shi)用的(de)鈾(you)(you)(you)(you)材料(liao)(liao)都需提(ti)煉(lian)、濃縮，使(shi)之達(da)到(dao)一(yi)定的(de)純(chun)(chun)度。比如，制造(zao)一(yi)顆原子(zi)彈(dan)(dan)至少需20-50千克(ke)的(de)高(gao)濃縮鈾(you)(you)(you)(you)（也可用钚造(zao)原子(zi)彈(dan)(dan)），其濃縮純(chun)(chun)度應達(da)到(dao) 90%以(yi)上(shang)。

鈾(you)(you)礦石里(li)235U的(de)(de)(de)含(han)量(liang)很低，絕大部分是238U，鈾(you)(you)礦石不(bu)(bu)能像煤塊(kuai)那樣直接(jie)做燃料(liao)，它(ta)類似于大部分是泥(ni)沙(sha)的(de)(de)(de)煤餅，沒(mei)法(fa)燃燒。鈾(you)(you)元(yuan)素(su)同(tong)(tong)位(wei)素(su)的(de)(de)(de)豐度（一元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)同(tong)(tong)位(wei)素(su)混合(he)物里(li)，某同(tong)(tong)位(wei)素(su)的(de)(de)(de)原子(zi)數和總(zong)的(de)(de)(de)原子(zi)數之比）可通(tong)過工藝處理使(shi)之增大，以(yi)獲(huo)得(de)該元(yuan)素(su)濃縮的(de)(de)(de)某種同(tong)(tong)位(wei)素(su)，如235U，235U與238U物理性質(zhi)(zhi)稍有(you)不(bu)(bu)同(tong)(tong)，主要是相對質(zhi)(zhi)量(liang)不(bu)(bu)同(tong)(tong)，這(zhe)導致它(ta)們(men)形(xing)成的(de)(de)(de)化合(he)物微粒質(zhi)(zhi)量(liang)會有(you)點差異(yi)。利(li)用(yong)鈾(you)(you)天然同(tong)(tong)位(wei)素(su)原子(zi)量(liang)不(bu)(bu)同(tong)(tong)進(jin)行(xing)分離，可使(shi)鈾(you)(you)材料(liao)中235U對238U的(de)(de)(de)比值較天然鈾(you)(you)高，從而(er)獲(huo)得(de)裂變材料(liao)——濃縮鈾(you)(you)。“濃縮”主指提高某元(yuan)素(su)特定(ding)同(tong)(tong)位(wei)素(su)豐度的(de)(de)(de)同(tong)(tong)位(wei)素(su)分離過程，如由(you)(you)天然鈾(you)(you)生(sheng)(sheng)產濃縮鈾(you)(you)或由(you)(you)普(pu)通(tong)水生(sheng)(sheng)產重水等(deng)。

濃(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)同位素目的(de)即提高(gao)(gao)235U相(xiang)對(dui)于238U等(deng)的(de)相(xiang)對(dui)豐(feng)度(du)(du)(du)(du)(du)（濃(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)），使天然(ran)235U的(de)相(xiang)對(dui)含量高(gao)(gao)于0.7%的(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)，即濃(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)，鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)燃(ran)料中(zhong)(zhong)235U的(de)含量達到(dao)3%以(yi)上(shang)才(cai)有(you)可能(neng)持(chi)續“燃(ran)燒”；濃(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)有(you)：3%、3.5%、20%濃(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)等(deng)品(pin)種(zhong)。許(xu)多核(he)反應堆(dui)和核(he)武(wu)器中(zhong)(zhong)所用的(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)，必須對(dui)其濃(nong)縮(suo)(suo)，即須提高(gao)(gao)易核(he)裂變(bian)的(de)235U濃(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)，然(ran)后將其制(zhi)成燃(ran)料。大(da)多核(he)電(dian)廠核(he)反應堆(dui)用的(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)燃(ran)料235U濃(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)約在3%左右、不超(chao)過5%。核(he)武(wu)器里(li)的(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)材料235U濃(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)需(xu)在90%以(yi)上(shang)；核(he)艦船(chuan)所用的(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)燃(ran)料為20%或更(geng)低濃(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)。國際原子能(neng)機構界定：235U豐(feng)度(du)(du)(du)(du)(du)為3%的(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)材料屬(shu)核(he)電(dian)站用低濃(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)（工業級核(he)燃(ran)料），常(chang)是鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)鹽或氧化鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)；豐(feng)度(du)(du)(du)(du)(du)大(da)于80%的(de)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)材料為高(gao)(gao)濃(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)，豐(feng)度(du)(du)(du)(du)(du)大(da)于90%的(de)則是武(wu)器級（軍(jun)用）高(gao)(gao)濃(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)，主(zhu)要用于制(zhi)造核(he)武(wu)器；另一(yi)種(zhong)劃(hua)分是：高(gao)(gao)濃(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)（豐(feng)度(du)(du)(du)(du)(du)在20%以(yi)上(shang)），低濃(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)（2%-20%，商用濃(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)）、微濃(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)（0.9%-2%）和武(wu)器級濃(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)（90%以(yi)上(shang)）。鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)濃(nong)縮(suo)(suo)濃(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)達到(dao)20%是一(yi)節點與(yu)難關，由此再提高(gao)(gao)鈾(you)(you)(you)(you)(you)(you)濃(nong)縮(suo)(suo)度(du)(du)(du)(du)(du)則是一(yi)相(xiang)對(dui)容易實現的(de)過程(cheng)。

獲得(de)鈾(you)材料需經(jing)過一系列復雜的(de)工藝，要(yao)經(jing)過探礦(kuang)(kuang)(kuang)、開礦(kuang)(kuang)(kuang)、選礦(kuang)(kuang)(kuang)、浸礦(kuang)(kuang)(kuang)、煉礦(kuang)(kuang)(kuang)、精(jing)煉等流程，分離、濃縮是(shi)主要(yao)和(he)較難的(de)流程，科技含(han)量高(gao)。鈾(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)經(jing)碾(nian)磨、分選后得(de)到的(de)較純(chun)凈鈾(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)產(chan)(chan)品(pin)，即鈾(you)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)，又(you)叫“黃餅”，主成分是(shi)八氧(yang)化三鈾(you)和(he)重鈾(you)酸(suan)鈉、重鈾(you)酸(suan)銨，它是(shi)核燃料生產(chan)(chan)過程中的(de)一種(zhong)中間產(chan)(chan)品(pin)。通常，獲得(de)1千(qian)克武(wu)器級235U需要(yao)200多噸較高(gao)品(pin)位的(de)鈾(you)礦(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)。

不(bu)論是(shi)和(he)平利用核(he)(he)(he)能(neng)，還是(shi)制(zhi)造核(he)(he)(he)能(neng)武器，濃(nong)(nong)縮(suo)鈾(you)都(dou)是(shi)必需的(de)。至(zhi)(zhi)2006年(nian)11月，世界上(shang)運行或在建的(de)470座商業核(he)(he)(he)電反(fan)應堆大多是(shi)以濃(nong)(nong)縮(suo)鈾(you)為燃料(liao)(liao)；到2010年(nian)，全球至(zhi)(zhi)少已有1600噸高濃(nong)(nong)縮(suo)鈾(you)（還有500噸钚(bu)），我(wo)國是(shi)世界上(shang)第四(si)個（美(mei)、英、蘇后）獨立(li)掌握濃(nong)(nong)縮(suo)鈾(you)生產技術的(de)國家；20世紀(ji)60年(nian)代前(qian)期，我(wo)國先后建立(li)了衡(heng)陽鈾(you)水冶廠(chang)和(he)蘭(lan)州氣體(ti)擴散廠(chang)，獲得(de)了濃(nong)(nong)縮(suo)鈾(you)（1958年(nian)5月，蘭(lan)州始建我(wo)國首座鈾(you)濃(nong)(nong)縮(suo)生產企業，它先后為我(wo)國的(de)第一顆原子(zi)彈、第一顆氫彈、第一艘(sou)核(he)(he)(he)潛艇和(he)第一座核(he)(he)(he)電站，提供了優質核(he)(he)(he)燃料(liao)(liao)）。2011年(nian)，哈佛大學肯尼(ni)迪(di)學院下屬貝(bei)爾(er)福(fu)爾(er)中心的(de)研究(jiu)報告說，中國擁有軍用級鈾(you)16噸、钚(bu)1.8噸。

鈾濃縮技術

因(yin)涉及核(he)武(wu)器問題，鈾(you)(you)濃縮(suo)(suo)技(ji)術一直是國(guo)(guo)(guo)(guo)際(ji)社會(hui)嚴禁擴散的敏(min)感技(ji)術，國(guo)(guo)(guo)(guo)際(ji)原子能(neng)機構與(yu)聯合(he)國(guo)(guo)(guo)(guo)希望能(neng)控制各國(guo)(guo)(guo)(guo)鈾(you)(you)濃縮(suo)(suo)活動。中國(guo)(guo)(guo)(guo)臺灣曾有(you)核(he)計(ji)劃(hua)。1985年起，羅(luo)馬(ma)尼亞秘密的從(cong)事武(wu)器級濃縮(suo)(suo)鈾(you)(you)提煉工作；1991年，羅(luo)馬(ma)尼亞政府同樣將(jiang)(jiang)其核(he)設(she)備、核(he)研究置于國(guo)(guo)(guo)(guo)際(ji)原子能(neng)機構監管之下；2003年，美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)、俄羅(luo)斯(si)將(jiang)(jiang)其十幾千克(ke)、濃度達80%的濃縮(suo)(suo)鈾(you)(you)運到俄羅(luo)斯(si)予以(yi)(yi)處理。利比亞違(wei)反(fan)國(guo)(guo)(guo)(guo)際(ji)承(cheng)諾，秘密獲得鈾(you)(you)濃縮(suo)(suo)技(ji)術以(yi)(yi)發展核(he)武(wu)器，2003年“伊(yi)拉克(ke)戰(zhan)爭”后，該國(guo)(guo)(guo)(guo)向西方妥協將(jiang)(jiang)有(you)關設(she)備、圖(tu)紙(zhi)交給了美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)、英國(guo)(guo)(guo)(guo)。

除(chu)幾個核大國(guo)(guo)(guo)外，日(ri)本、德國(guo)(guo)(guo)、印度(du)、以色列(lie)、巴(ba)基斯(si)坦(tan)、阿根廷(ting)、朝(chao)(chao)鮮(xian)（2011年1月(yue)，聯合(he)國(guo)(guo)(guo)安理會“對(dui)朝(chao)(chao)制(zhi)裁委員會”專家(jia)組(zu)擬訂了《朝(chao)(chao)鮮(xian)鈾濃(nong)縮計劃報告》，以期防止核擴散、核競賽(sai)升級）、伊(yi)(yi)朗(lang)（2011年6月(yue)12日(ri)，伊(yi)(yi)朗(lang)常駐國(guo)(guo)(guo)際(ji)原(yuan)子能機構代表(biao)蘇丹尼(ni)耶在第二屆核裁軍國(guo)(guo)(guo)際(ji)會議期間(jian)對(dui)新華社記者說，伊(yi)(yi)朗(lang)已生產(chan)出逾50公(gong)斤純度(du)為(wei)20%的濃(nong)縮鈾，伊(yi)(yi)朗(lang)的目標(biao)是有120公(gong)斤這(zhe)種核材(cai)料）等(deng)國(guo)(guo)(guo)都掌握了鈾濃(nong)縮技術。

鈾濃縮方法

提純、濃(nong)(nong)縮235U的(de)(de)技(ji)術較復雜(za)，鈾(you)(you)元素(su)的(de)(de)各種(zhong)同(tong)位素(su)，如同(tong)“孿生姐妹”，物理性(xing)質(zhi)與(yu)化(hua)學(xue)(xue)性(xing)質(zhi)十分(fen)(fen)相(xiang)似。利用(yong)同(tong)位素(su)在物理、化(hua)學(xue)(xue)性(xing)質(zhi)上(shang)的(de)(de)微小差異，通(tong)過擴(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)、蒸發(fa)或化(hua)學(xue)(xue)交換等方法(fa)(fa)與(yu)過程，可(ke)使鈾(you)(you)元素(su)同(tong)位素(su)的(de)(de)比例(li)發(fa)生變化(hua)。用(yong)同(tong)位素(su)分(fen)(fen)離(li)法(fa)(fa)處理天然鈾(you)(you)，可(ke)增加鈾(you)(you)235U的(de)(de)濃(nong)(nong)度(du)，使天然鈾(you)(you)里235U的(de)(de)相(xiang)對含(han)量高(gao)于0.7%，進而獲得供多種(zhong)需要(yao)的(de)(de)不同(tong)濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)鈾(you)(you)材料(liao)。工(gong)(gong)業規模(mo)分(fen)(fen)離(li)鈾(you)(you)同(tong)位素(su)的(de)(de)技(ji)術（適(shi)用(yong)于提高(gao)U-235濃(nong)(nong)度(du)）有(you)氣體(ti)擴(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)法(fa)(fa)、氣體(ti)離(li)心法(fa)(fa)、離(li)子交換法(fa)(fa)以及蒸餾法(fa)(fa)、電(dian)解(jie)法(fa)(fa)、電(dian)流法(fa)(fa)、液(ye)體(ti)熱(re)擴(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)法(fa)(fa)、電(dian)磁分(fen)(fen)離(li)法(fa)(fa)和(he)激光分(fen)(fen)離(li)法(fa)(fa)等。這些濃(nong)(nong)縮方法(fa)(fa)，工(gong)(gong)藝過程都復雜(za)，投資大、耗能高(gao)、且產(chan)量低，即生產(chan)鈾(you)(you)燃料(liao)成(cheng)本較大。

氣體擴散法

這(zhe)是最早、最成(cheng)熟的(de)(de)濃(nong)縮方(fang)法，也是商業開發的(de)(de)第一(yi)種濃(nong)縮方(fang)法，它據(ju)分(fen)子(zi)滲(shen)透(tou)、擴散(san)原理，利用不同(tong)質(zhi)量(liang)鈾(you)同(tong)位素(su)轉化為氣(qi)(qi)(qi)(qi)態(tai)時運動速率的(de)(de)不同(tong)而進行分(fen)離(li)(li)。UF6是一(yi)種劇毒、腐蝕(shi)性(xing)強(qiang)和有(you)放射(she)性(xing)的(de)(de)白(bai)色晶體(ti)(ti)(ti)，加(jia)熱后升華為氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)。由(you)于238U、235U的(de)(de)質(zhi)量(liang)數不同(tong)，所以UF6氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)二者(zhe)的(de)(de)分(fen)子(zi)質(zhi)量(liang)也不同(tong)，UF6里235U的(de)(de)質(zhi)量(liang)數是349、238U的(de)(de)質(zhi)量(liang)數是352。當高壓UF6混合(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)（鈾(you)同(tong)位素(su)的(de)(de)混合(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)）透(tou)過級聯安裝的(de)(de)多孔薄(bo)膜(mo)(mo)時，UF6中(zhong)U-235輕分(fen)子(zi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)會比UF6中(zhong)238U重分(fen)子(zi)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)更快地通過多孔膜(mo)(mo)。通過膜(mo)(mo)管的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)立(li)即被泵送到(dao)(dao)下(xia)一(yi)級，留在(zai)膜(mo)(mo)管中(zhong)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)則返回到(dao)(dao)較低級再循環。在(zai)每一(yi)個氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)擴散(san)級中(zhong)235U與238U濃(nong)度(du)比僅(jin)略有(you)增加(jia)，如此(ci)分(fen)離(li)(li)、濃(nong)縮到(dao)(dao)工業級235U濃(nong)度(du)則需1000級以上。

該(gai)技術的(de)(de)(de)(de)核心(xin)是多孔擴(kuo)散(san)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)膜(mo)（蘇聯(lian)曾叫(jiao)它是“社會主義陣營安全(quan)的(de)(de)(de)(de)心(xin)臟”），我國于1964年(nian)(nian)研制出優質(zhi)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)膜(mo)元(yuan)件（時稱甲種(zhong)(zhong)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)膜(mo)，該(gai)技術獲(huo)1984年(nian)(nian)國家發明(ming)一等獎）。分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)膜(mo)是每平(ping)方(fang)分(fen)(fen)(fen)米有數百萬(wan)個超微細孔的(de)(de)(de)(de)多孔薄金屬(shu)板或薄膜(mo)，將這(zhe)些(xie)薄膜(mo)（板）卷成(cheng)管子并(bing)裝在(zai)密封的(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散(san)器里，當(dang)UF6氣(qi)(qi)體加壓送到由(you)這(zhe)些(xie)管子組成(cheng)的(de)(de)(de)(de)級聯(lian)裝置(zhi)中(zhong)，混合氣(qi)(qi)體便會逐漸被分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)，含(han)235U多的(de)(de)(de)(de)濃縮UF6氣(qi)(qi)體沿著級聯(lian)裝置(zhi)向前(qian)流動(dong)，含(han)238U多的(de)(de)(de)(de)稀薄UF6氣(qi)(qi)體則因流動(dong)滯后(hou)而(er)落下(xia)、分(fen)(fen)(fen)流了。該(gai)方(fang)法(fa)擴(kuo)散(san)、濃縮過程需要(yao)幾千(qian)個連(lian)續(xu)的(de)(de)(de)(de)級聯(lian)裝置(zhi)，連(lian)續(xu)擴(kuo)散(san)可將UF6混合氣(qi)(qi)體里含(han)238U的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)子與含(han)235U的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)子分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)，再用化(hua)學方(fang)法(fa)處理已濃縮的(de)(de)(de)(de)UF6-235U氣(qi)(qi)體分(fen)(fen)(fen)子，進而(er)獲(huo)得235U。這(zhe)種(zhong)(zhong)方(fang)法(fa)鈾濃縮的(de)(de)(de)(de)效率不(bu)高、能(neng)耗大。

氣體離心法

1919年(nian)，德國科學(xue)家(jia)G．瑞(rui)皮(pi)完成(cheng)了(le)(le)氣(qi)(qi)體離心機(ji)的(de)(de)基本設計(ji)。鈾(you)濃縮離心機(ji)概念和(he)應用則(ze)是20世紀30-40年(nian)代由(you)美囯弗吉尼亞大學(xue)的(de)(de)高速離心機(ji)專家(jia)J．W．伯莫斯(si)提(ti)出(chu)的(de)(de)。1934年(nian)，伯莫斯(si)成(cheng)功地分離了(le)(le)兩(liang)種氯同(tong)位素；1941年(nian)，他和(he)同(tong)事利(li)用離心機(ji)首次(ci)成(cheng)功地分離了(le)(le)鈾(you)同(tong)位素。分離共設計(ji)了(le)(le)3種離心機(ji)，其工(gong)作曾引起(qi)美國當時(shi)正(zheng)實(shi)施的(de)(de)“曼哈頓計(ji)劃”（研制(zhi)原子彈的(de)(de)計(ji)劃）領導(dao)人的(de)(de)注意(yi)，但美國最(zui)終(zhong)選擇了(le)(le)氣(qi)(qi)體擴散(san)法(fa)。

氣(qi)(qi)體離(li)(li)心(xin)(xin)(xin)法(fa)也適(shi)用(yong)于處理(li)鈾(you)的(de)混合液(ye)體或鈾(you)蒸汽，它使(shi)用(yong)獨特設(she)(she)計的(de)離(li)(li)心(xin)(xin)(xin)機(ji)(ji)使(shi)氣(qi)(qi)體或液(ye)體能(neng)不間斷地在各個(ge)離(li)(li)心(xin)(xin)(xin)機(ji)(ji)中流動，可連續運轉(zhuan)加工鈾(you)氣(qi)(qi)流或鈾(you)液(ye)體流。當(dang)前(qian)，濃縮(suo)鈾(you)常用(yong)這種(zhong)機(ji)(ji)械式分離(li)(li)法(fa)。此法(fa)中，真空高速離(li)(li)心(xin)(xin)(xin)機(ji)(ji)是關鍵設(she)(she)備(bei)，國(guo)際(ji)上常把有無該設(she)(she)備(bei)作為判斷一個(ge)國(guo)家是否進(jin)行核武(wu)器研究的(de)標志。與氣(qi)(qi)體擴散法(fa)相比，氣(qi)(qi)體離(li)(li)心(xin)(xin)(xin)法(fa)工效較高、所(suo)需電(dian)能(neng)大(da)幅減少，所(suo)以該法(fa)已被(bei)大(da)多的(de)濃縮(suo)鈾(you)工廠采用(yong)。

將高(gao)壓(ya)UF6氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)注入高(gao)速轉動(dong)的(de)(de)(de)封閉式離心機(ji)(ji)(ji)里，由于質量存在(zai)(zai)差異，長時間旋轉依靠(kao)慣(guan)性離心力，較輕(qing)的(de)(de)(de)UF6中235U分(fen)子大多(duo)集(ji)中在(zai)(zai)容(rong)器轉軸處(chu)，較重的(de)(de)(de)UF6-238U分(fen)子則大多(duo)結集(ji)在(zai)(zai)邊緣。若沿軸向從外部導入氣(qi)(qi)流(liu)，并使轉軸處(chu)的(de)(de)(de)這(zhe)股氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)向上(shang)流(liu)動(dong)，邊緣處(chu)外部導入的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)向下(xia)流(liu)動(dong)。如此，離心機(ji)(ji)(ji)下(xia)方收(shou)集(ji)的(de)(de)(de)是(shi)較重的(de)(de)(de)UF6-238U氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)，上(shang)方則是(shi)需要的(de)(de)(de)、較輕(qing)的(de)(de)(de)UF6-235U氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)。在(zai)(zai)近(jin)軸處(chu)富集(ji)的(de)(de)(de)UF6-235U氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)被導出，再輸送到下(xia)一(yi)臺(tai)離心機(ji)(ji)(ji)繼續分(fen)離——逐(zhu)漸累積、純化(hua)、濃(nong)縮(suo)。隨著較輕(qing)的(de)(de)(de)UF6-235U氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)穿過一(yi)系列高(gao)速離心機(ji)(ji)(ji)，其235U同(tong)位素分(fen)子富集(ji)度會越來越大。最后，利用化(hua)學(xue)法處(chu)理已收(shou)集(ji)的(de)(de)(de)、較輕(qing)的(de)(de)(de)UF6-235U氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)，就可獲(huo)得工業或軍用級濃(nong)縮(suo)鈾。

通常(chang)，氣體離心(xin)機(ji)(ji)廠(chang)需要幾千臺高速真空離心(xin)機(ji)(ji)連續、長期地工(gong)(gong)作才能(neng)得(de)到(dao)武器級濃縮(suo)鈾等（2010年下半年，因外(wai)界攻擊，伊朗(lang)納坦茲鈾濃縮(suo)工(gong)(gong)廠(chang)至少(shao)有1/5的離心(xin)機(ji)(ji)因感(gan)染“震網(wang)”病毒被迫關閉；2011年2月末，國際原(yuan)子能(neng)機(ji)(ji)構(gou)的報告說，該廠(chang)現有低純度(du)濃縮(suo)鈾約3600公斤）。

其他幾種方法

（1）激光分離法

氣體(ti)離(li)心法(fa)濃縮成本較(jiao)高、效率也不(bu)(bu)理想，先進的(de)(de)(de)濃縮法(fa)是激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)分離(li)法(fa)。利(li)用激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)濃縮鈾，能降低生產成本。其原理基于激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)有較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)單(dan)色(se)性和(he)原子核(he)的(de)(de)(de)同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)光(guang)(guang)(guang)譜位(wei)(wei)(wei)(wei)移等。各(ge)同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)原子核(he)的(de)(de)(de)中子數不(bu)(bu)同(tong)(tong)，它們的(de)(de)(de)能級會發(fa)(fa)生同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)位(wei)(wei)(wei)(wei)移，發(fa)(fa)出的(de)(de)(de)輻波長(chang)會有小(xiao)差異。激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)單(dan)色(se)性好(hao)，這(zhe)(zhe)樣能做到(dao)用和(he)某(mou)同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)原子核(he)的(de)(de)(de)輻射波長(chang)相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)去激(ji)(ji)(ji)發(fa)(fa)其中的(de)(de)(de)某(mou)種原子，而(er)不(bu)(bu)會把(ba)其他同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)原子一起激(ji)(ji)(ji)發(fa)(fa)，即用激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)可單(dan)獨地把(ba)同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)原子團中的(de)(de)(de)某(mou)同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)原子先電(dian)(dian)離(li)；再用電(dian)(dian)場將(jiang)電(dian)(dian)離(li)的(de)(de)(de)原子從同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)混(hun)合物中單(dan)獨分離(li)出來，將(jiang)這(zhe)(zhe)些(xie)原子激(ji)(ji)(ji)發(fa)(fa)到(dao)高能級；最后利(li)用高能級的(de)(de)(de)原子和(he)基態(tai)的(de)(de)(de)原子參加化學(xue)反應的(de)(de)(de)活力不(bu)(bu)同(tong)(tong)，通(tong)過化學(xue)反應法(fa)便可把(ba)它分離(li)，聚集后就獲(huo)得了(le)所需(xu)的(de)(de)(de)同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)原子。

激(ji)(ji)(ji)光(guang)分(fen)離法(fa)(fa)(fa)濃縮235U，比(bi)其他(ta)方法(fa)(fa)(fa)優越，設備可大(da)大(da)簡(jian)化，成本可大(da)幅降低(di)。據估計(ji)，該法(fa)(fa)(fa)生(sheng)產投資約是氣體擴散法(fa)(fa)(fa)的(de)(de)1/2，生(sheng)產過程(cheng)耗能(neng)只有氣體擴散法(fa)(fa)(fa)的(de)(de)1/10左右。所以，多(duo)個(ge)國(guo)家已重(zhong)視(shi)開發(fa)這(zhe)種鈾(you)燃料(liao)(liao)生(sheng)產技術(shu)。1977年美國(guo)開始研究用(yong)激(ji)(ji)(ji)光(guang)提純濃縮鈾(you)，并證實此(ci)法(fa)(fa)(fa)的(de)(de)可行性等；1982年美國(guo)能(neng)源部確定，今后美國(guo)使用(yong)激(ji)(ji)(ji)光(guang)分(fen)離法(fa)(fa)(fa)生(sheng)產鈾(you)燃料(liao)(liao)。此(ci)法(fa)(fa)(fa)利(li)用(yong)238U、235U形成的(de)(de)化合物化學(xue)鍵的(de)(de)鍵能(neng)不同(tong)，利(li)用(yong)激(ji)(ji)(ji)光(guang)單一頻率(lv)的(de)(de)性質可有選擇的(de)(de)使一種鈾(you)化合物的(de)(de)化學(xue)鍵斷裂(lie)達到(dao)分(fen)離效果。

激(ji)光(guang)(guang)分離技術(shu)現有激(ji)光(guang)(guang)原子(zi)法和激(ji)分子(zi)法：

原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)法濃縮用的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)料是提煉(lian)鈾礦后(hou)的(de)鈾塊(kuai)，再(zai)把鈾塊(kuai)加熱(re)到(dao)高溫，形成(cheng)鈾原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)蒸(zheng)(zheng)氣，鈾蒸(zheng)(zheng)氣里含有234U、235U、238U原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)。然后(hou)用可(ke)見光(guang)(guang)波段的(de)激(ji)光(guang)(guang)（如用銅蒸(zheng)(zheng)氣激(ji)光(guang)(guang)泵浦的(de)染料激(ji)光(guang)(guang)器(qi)）照射鈾原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)蒸(zheng)(zheng)氣，調(diao)諧激(ji)光(guang)(guang)器(qi)的(de)輸出波長，讓(rang)它落在(zai)235U的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)吸收譜線中心，使(shi)235U原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)電離(li)，但(dan)不激(ji)發或(huo)電離(li)238U原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)等。然后(hou)，利用電場(chang)對通(tong)過收集板的(de)235U原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)掃描(miao)、分(fen)離(li)，如此(ci)235U原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)就從鈾同位素混(hun)合氣體里中分(fen)出來了。這種技術較(jiao)成(cheng)熟，已(yi)處于生產(chan)應用階段。

分(fen)(fen)子(zi)(zi)法(fa)濃(nong)縮(suo)(suo)法(fa)則依靠鈾(you)同位素吸收光(guang)(guang)(guang)譜上(shang)存在差異，它用(yong)的(de)原料是鈾(you)的(de)分(fen)(fen)子(zi)(zi)化(hua)(hua)合(he)(he)(he)(he)物(wu)（如UF6），先用(yong)中紅(hong)外波段(duan)的(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)（如波長(chang)16微米的(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)）照(zhao)射UF6混合(he)(he)(he)(he)氣(qi)體分(fen)(fen)子(zi)(zi)，激(ji)光(guang)(guang)(guang)波長(chang)正好是讓(rang)235U化(hua)(hua)合(he)(he)(he)(he)物(wu)分(fen)(fen)子(zi)(zi)電(dian)離，235U分(fen)(fen)子(zi)(zi)吸收了這(zhe)些光(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)，能態會(hui)提高；再用(yong)紫外線激(ji)光(guang)(guang)(guang)器分(fen)(fen)解UF6混合(he)(he)(he)(he)氣(qi)體分(fen)(fen)子(zi)(zi)，便可(ke)從(cong)(cong)中分(fen)(fen)離出235U，最(zui)后讓(rang)含235U化(hua)(hua)合(he)(he)(he)(he)物(wu)通過分(fen)(fen)解反應，就可(ke)得到235U。理論上(shang)它能生產出很純的(de)235U等，但此法(fa)還未達到生產階段(duan)；從(cong)(cong)發(fa)展潛力看，分(fen)(fen)子(zi)(zi)法(fa)則比原子(zi)(zi)法(fa)優越。分(fen)(fen)子(zi)(zi)法(fa)濃(nong)縮(suo)(suo)用(yong)的(de)原料是鈾(you)的(de)分(fen)(fen)子(zi)(zi)化(hua)(hua)合(he)(he)(he)(he)物(wu)，原料來(lai)源較豐富，且分(fen)(fen)離過程不(bu)需(xu)加熱；原子(zi)(zi)法(fa)濃(nong)縮(suo)(suo)則需(xu)加熱到2000多℃，高溫鈾(you)蒸氣(qi)有(you)很強的(de)腐蝕性(xing)。相對而言，分(fen)(fen)子(zi)(zi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)法(fa)生產設備較簡單，成本較低(di)。

分子(zi)(zi)激光法只能(neng)(neng)用于(yu)濃縮(suo)UF6，不適于(yu)純化、濃縮(suo)金屬钚（制造原(yuan)子(zi)(zi)彈等更好的核(he)材料(liao)）的化合物；原(yuan)子(zi)(zi)激光法既能(neng)(neng)濃縮(suo)金屬鈾，也能(neng)(neng)濃縮(suo)金屬钚。可見，分子(zi)(zi)激光法比原(yuan)子(zi)(zi)激光法在防(fang)核(he)擴散(san)方面會有利一(yi)些。

（2）氣體動力學法

該技(ji)術將UF6氣(qi)體(ti)與氫或氦的(de)(de)混(hun)合氣(qi)體(ti)經過壓縮(suo)高(gao)速通過一個噴嘴，然后穿過一個特定的(de)(de)曲(qu)面(mian)，這樣便可獲(huo)得從(cong)鈾的(de)(de)混(hun)合氣(qi)體(ti)中分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)235U同位素的(de)(de)離(li)(li)(li)心(xin)(xin)力(li)。氣(qi)體(ti)動力(li)學分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)法為實現濃(nong)縮(suo)純度所需的(de)(de)級(ji)聯(lian)比氣(qi)體(ti)擴散法少，但它需大(da)量的(de)(de)電能。UF6與氫的(de)(de)混(hun)合氣(qi)體(ti)在離(li)(li)(li)心(xin)(xin)機中的(de)(de)渦流板(ban)上高(gao)速離(li)(li)(li)心(xin)(xin)旋(xuan)轉(zhuan)后，UF6氣(qi)體(ti)濃(nong)縮(suo)流和UF6氣(qi)體(ti)貧(pin)化流分(fen)(fen)(fen)(fen)別(bie)由兩條(tiao)管(guan)道流出；處理收集的(de)(de)已經多次(ci)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)的(de)(de)UF6氣(qi)體(ti)濃(nong)縮(suo)流，最后可得到濃(nong)縮(suo)鈾。

（3）電磁分離法

鈾同(tong)(tong)位素(su)電(dian)磁(ci)分(fen)(fen)離(li)濃縮技術(shu)，基于電(dian)離(li)的(de)原子(zi)在(zai)磁(ci)場作(zuo)圓周運(yun)動(dong)(dong)時(shi)，質量不同(tong)(tong)的(de)離(li)子(zi)因旋轉半徑不同(tong)(tong)而被(bei)分(fen)(fen)離(li)。它是(shi)使鈾同(tong)(tong)位素(su)原子(zi)離(li)子(zi)同(tong)(tong)時(shi)穿過(guo)電(dian)磁(ci)體的(de)磁(ci)場，由于235U圓周運(yun)動(dong)(dong)半徑與(yu)235U不同(tong)(tong)而被(bei)分(fen)(fen)離(li)。這(zhe)是(shi)20世紀(ji)40年代初(chu)使用(yong)的(de)技術(shu)，伊拉克(ke)20世紀(ji)80年代的(de)實(shi)驗(yan)研究(jiu)表明(ming)，該技術(shu)與(yu)當代電(dian)子(zi)學結合(he)能生產(chan)武器級鈾材料(liao)。

（4）離子交換法

鈾(you)的(de)(de)幾(ji)種同位素在質量(liang)上(shang)的(de)(de)微小差異，能引起化(hua)(hua)學(xue)反應平(ping)衡的(de)(de)小的(de)(de)變化(hua)(hua)，這(zhe)(zhe)可用(yong)來作同位素分(fen)離(li)(li)的(de)(de)基礎。該方法有(you)兩種工藝過(guo)(guo)程(cheng)：液—液化(hua)(hua)學(xue)交換(huan)過(guo)(guo)程(cheng)和固—液離(li)(li)子交換(huan)過(guo)(guo)程(cheng)，后者須用(yong)直徑大于1米離(li)(li)子交換(huan)柱(zhu)，這(zhe)(zhe)是(shi)(shi)一耐(nai)腐蝕、耐(nai)高壓的(de)(de)圓筒狀(zhuang)柱(zhu)。1964年10月，我(wo)國爆(bao)炸的(de)(de)第一顆原子彈就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)用(yong)此法濃縮的(de)(de)235U制造而成(cheng)(cheng)的(de)(de)。當時，以放射化(hua)(hua)學(xue)家(jia)楊承宗（1951年6月，他獲得(de)巴黎(li)大學(xue)理學(xue)院博(bo)士學(xue)位，其答辯(bian)通過(guo)(guo)的(de)(de)博(bo)士論文就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)《離(li)(li)子交換(huan)法分(fen)離(li)(li)放射性元(yuan)素的(de)(de)研究(jiu)》）為首的(de)(de)我(wo)國科研人員，在通州“五所”（鈾(you)濃縮研究(jiu)所）利(li)用(yong)離(li)(li)子交換(huan)法純化(hua)(hua)處(chu)理了(le)上(shang)百噸各種土法冶(ye)煉生產的(de)(de)重鈾(you)酸銨。經過(guo)(guo)兩年多的(de)(de)奮戰，他們(men)生產出(chu)了(le)2.5噸符合(he)原子彈原料要(yao)求的(de)(de)純鈾(you)化(hua)(hua)合(he)物，提(ti)前3個(ge)月為我(wo)國成(cheng)(cheng)功(gong)試爆(bao)原子彈提(ti)供(gong)了(le)核心物質。

鈾的用途

1942年前鈾主要用作(zuo)玻璃和陶瓷的著(zhu)色劑，用量很少(shao)。隨著(zhu)235U鏈式(shi)核裂(lie)變(bian)反應(ying)的被發現，核裂(lie)變(bian)釋(shi)放(fang)的巨大能量（1kg235U釋(shi)放(fang)的裂(lie)變(bian)能相當于(yu)1800tTNT炸藥）引起人(ren)們(men)的注意(yi)，首先用于(yu)制(zhi)造原(yuan)子彈(dan)、氫彈(dan)。

鈾核反應堆

從(cong)50年代后期(qi)開始，鈾被越來(lai)越多地用(yong)作核(he)發電的核(he)燃料。1kg235U核(he)完(wan)全裂變所釋放(fang)的能量(liang)相(xiang)當(dang)于(yu)燃燒2700t優(you)質煤所放(fang)出的能量(liang)。

此(ci)外，鈾核反(fan)應堆(dui)也(ye)(ye)可用(yong)作(zuo)輻照(zhao)源，用(yong)于農業輻照(zhao)育種、食品工業食品保鮮和(he)滅菌(jun)，也(ye)(ye)可用(yong)于生產人造元素(su)。在醫藥方面(mian)用(yong)于放射(she)(she)治療(liao)、放射(she)(she)免(mian)疫藥盒、造影(ying)診斷等(deng)，在工業和(he)地質等(deng)方面(mian)用(yong)于工業探傷(shang)、自(zi)動控制、地質勘探和(he)文(wen)物考古等(deng)。

科學研究及工(gong)業實(shi)踐證明(ming)，鈾(you)(you)(you)是惟(wei)一的(de)(de)(de)(de)(de)一次天(tian)然核燃料，核能工(gong)業必須(xu)依靠鈾(you)(you)(you)。由(you)于核能工(gong)業具有和平(ping)和軍事應用(yong)兩種目的(de)(de)(de)(de)(de)，因此鈾(you)(you)(you)便成為一種特殊商品金(jin)屬(shu)，其生(sheng)產(chan)受到政治、社會和經(jing)濟多(duo)種因素的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響。20世(shi)紀40～50年(nian)(nian)代(dai)，鈾(you)(you)(you)主要用(yong)于核武器，50年(nian)(nian)代(dai)以后主要用(yong)于核發電。世(shi)界鈾(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)量(liang)(liang)長期(qi)供過于需，有大量(liang)(liang)庫存。國際市場每公斤U3O8的(de)(de)(de)(de)(de)價格從(cong)1978年(nian)(nian)初(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)97美(mei)(mei)元(yuan)降至1990年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)19.84美(mei)(mei)元(yuan)。西方國家鈾(you)(you)(you)年(nian)(nian)產(chan)量(liang)(liang)亦由(you)1980年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)43960t降至1985年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)35278t。但在(zai)這段(duan)時(shi)期(qi)內，核電站(zhan)發展迅速(su)，1980年(nian)(nian)裝機總(zong)容量(liang)(liang)為1.35億(yi)(yi)kW，1989年(nian)(nian)增至3.18億(yi)(yi)kW。1985年(nian)(nian)鈾(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)產(chan)量(liang)(liang)低于核發電的(de)(de)(de)(de)(de)需要量(liang)(liang)。

原子彈

把(ba)(ba)常規炸(zha)(zha)(zha)藥有規律地安放(fang)在(zai)鈾(you)的(de)(de)(de)(de)周(zhou)圍，然后使用電子(zi)雷(lei)管使這(zhe)(zhe)些(xie)炸(zha)(zha)(zha)藥精確的(de)(de)(de)(de)同(tong)時爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)，產生的(de)(de)(de)(de)巨大(da)壓(ya)力(li)將鈾(you)壓(ya)到一起，并(bing)被壓(ya)縮，達到臨(lin)(lin)界(jie)(jie)條件，發(fa)生爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。或者將兩塊(kuai)(kuai)(kuai)總質(zhi)量(liang)超過(guo)臨(lin)(lin)界(jie)(jie)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)鈾(you)塊(kuai)(kuai)(kuai)合(he)(he)到一起，也會發(fa)生猛烈的(de)(de)(de)(de)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。臨(lin)(lin)界(jie)(jie)質(zhi)量(liang)是(shi)(shi)(shi)指維(wei)持核子(zi)連(lian)(lian)鎖反(fan)應(ying)(ying)所需的(de)(de)(de)(de)裂變(bian)材料(liao)(liao)質(zhi)量(liang)。不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)可裂變(bian)材料(liao)(liao)，受(shou)核子(zi)的(de)(de)(de)(de)性質(zhi)（如裂變(bian)橫切(qie)面）、物理性質(zhi)、物料(liao)(liao)形狀、純度、是(shi)(shi)(shi)否被中(zhong)子(zi)反(fan)射(she)物料(liao)(liao)包圍、是(shi)(shi)(shi)否有中(zhong)子(zi)吸收物料(liao)(liao)等(deng)(deng)等(deng)(deng)因素影響，而會有不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)臨(lin)(lin)界(jie)(jie)質(zhi)量(liang)。剛好可能以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)產生連(lian)(lian)鎖反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)組(zu)合(he)(he)，稱(cheng)為(wei)已(yi)達臨(lin)(lin)界(jie)(jie)點。比這(zhe)(zhe)樣(yang)更多質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)組(zu)合(he)(he)，核反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)速率(lv)會以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)指數(shu)增(zeng)長(chang)，稱(cheng)為(wei)超臨(lin)(lin)界(jie)(jie)。如果(guo)(guo)組(zu)合(he)(he)能夠(gou)(gou)在(zai)沒(mei)有延遲放(fang)出中(zhong)子(zi)之下(xia)進行連(lian)(lian)鎖反(fan)應(ying)(ying)，這(zhe)(zhe)種(zhong)臨(lin)(lin)界(jie)(jie)被稱(cheng)為(wei)即發(fa)臨(lin)(lin)界(jie)(jie)，是(shi)(shi)(shi)超臨(lin)(lin)界(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)一種(zhong)。即發(fa)臨(lin)(lin)界(jie)(jie)組(zu)合(he)(he)會產生核爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)(zha)。如果(guo)(guo)組(zu)合(he)(he)比臨(lin)(lin)界(jie)(jie)點小，裂變(bian)會隨(sui)時間減少(shao)，稱(cheng)之為(wei)次(ci)臨(lin)(lin)界(jie)(jie)。核子(zi)武器(qi)在(zai)引爆(bao)(bao)以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)前必須(xu)維(wei)持在(zai)次(ci)臨(lin)(lin)界(jie)(jie)。以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)鈾(you)核彈為(wei)例(li)，可以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)把(ba)(ba)鈾(you)分成數(shu)大(da)塊(kuai)(kuai)(kuai)，每塊(kuai)(kuai)(kuai)質(zhi)量(liang)維(wei)持在(zai)臨(lin)(lin)界(jie)(jie)以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)下(xia)。引爆(bao)(bao)時把(ba)(ba)鈾(you)塊(kuai)(kuai)(kuai)迅速結合(he)(he)。投擲(zhi)在(zai)廣(guang)島的(de)(de)(de)(de)“小男(nan)孩”原子(zi)彈是(shi)(shi)(shi)把(ba)(ba)一小塊(kuai)(kuai)(kuai)的(de)(de)(de)(de)鈾(you)透(tou)過(guo)槍管射(she)向另一大(da)塊(kuai)(kuai)(kuai)鈾(you)上，造(zao)成足夠(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)。這(zhe)(zhe)種(zhong)設計稱(cheng)為(wei)“槍式(shi)”。

銷售信息

2023年(nian)(nian)11月21日(ri)，由于對核能(neng)的需(xu)求復蘇和供應中斷，鈾的價格15年(nian)(nian)來首次(ci)突破(po)80美元/磅(bang)。紐商所追蹤(zong)實(shi)物市(shi)場鈾原(yuan)料(liao)黃(huang)餅（yellowcake）合約的期貨當天觸(chu)及80.25美元/磅(bang)。