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鈾(you)(Uranium)是(shi)原(yuan)子序(xu)數為92的元(yuan)(yuan)素(su)，其(qi)元(yuan)(yuan)素(su)符號(hao)是(shi)U，是(shi)自(zi)然界中能夠找(zhao)到(dao)的最重原(yuan)生元(yuan)(yuan)素(su)。在(zai)自(zi)然界中存在(zai)三種同位(wei)素(su)，均帶有放射性，擁有非常長的半(ban)衰期（數十萬(wan)年~45億年）。此外還有12種人(ren)工(gong)同位(wei)素(su)(226U~240U)。鈾(you)在(zai)1789年由馬丁(ding)·海(hai)因里希·克拉普(pu)羅特（Martin Heinrich Klaproth）發(fa)現。鈾(you)化合物早期用于(yu)瓷器的著(zhu)色，在(zai)核(he)裂變現象被發(fa)現后(hou)用作為核(he)燃料。

2023年4月(yue)，日(ri)本與(yu)韓國科學家發現了一種以(yi)前未知的鈾同位素——鈾-241。11月(yue)21日(ri)，鈾的價格15年來首次突破80美元/磅。

簡介

自(zi)然產生(sheng)(sheng)的(de)(de)最重的(de)(de)金屬(shu)。呈銀白色，具有硬度(du)強(qiang)、密(mi)度(du)高、可延展、有放(fang)射性等特征。一般在(zai)鈾(you)(you)(you)與氧、氧化物或硅酸鹽的(de)(de)結合中發(fa)現鈾(you)(you)(you)。鈾(you)(you)(you)原子能發(fa)生(sheng)(sheng)裂變反應(ying)(ying)，釋放(fang)大(da)量能量從而(er)可以應(ying)(ying)用于發(fa)電，核(he)武(wu)器制造等領域。第二(er)次世界大(da)戰中盟軍的(de)(de)核(he)武(wu)器計劃引發(fa)對鈾(you)(you)(you)的(de)(de)需求，鈾(you)(you)(you)的(de)(de)生(sheng)(sheng)產應(ying)(ying)運(yun)而(er)生(sheng)(sheng)。到(dao)20世紀70年代，鈾(you)(you)(you)的(de)(de)生(sheng)(sheng)產工業已穩固地建(jian)立起來(lai)。

化學性質

鈾是Ⅲb族錒系放射性化學元素(su)，符(fu)號U，原(yuan)(yuan)子(zi)序數92，相(xiang)對原(yuan)(yuan)子(zi)質量(liang)238.03，是原(yuan)(yuan)子(zi)序數和相(xiang)對原(yuan)(yuan)子(zi)質量(liang)最大的(de)(de)天(tian)然(ran)元素(su)。鈾在常溫(wen)下是銀白(bai)色的(de)(de)致密金屬，鈾的(de)(de)新切面呈(cheng)發亮的(de)(de)鋼灰色，但在室溫(wen)空(kong)氣中逐(zhu)漸生成黑色氧(yang)化膜。

鈾(you)原子的外電子層(ceng)(ceng)構型為[Rn]5f36d17s2，5f36d17s2殼層(ceng)(ceng)為價(jia)電子。鈾(you)有+3、+4、+5、+6四(si)種價(jia)態，以+4和(he)+6價(jia)態為主(zhu)。

鈾(you)(you)(you)是(shi)正電性很強的(de)(de)(de)活潑元素(su)，與幾乎所(suo)有(you)非(fei)金(jin)屬元素(su)（惰性氣(qi)體除(chu)外）反(fan)應(ying)生(sheng)成化合物(wu)(wu)，常(chang)以U3+、U4+、UO2+和(he)(he)UO22+離子形式存在。鈾(you)(you)(you)與氫在523K時發生(sheng)可逆反(fan)應(ying)，生(sheng)成UH3。鈾(you)(you)(you)-氧系比較復雜，在UO2～UO3間存在多種相，重要的(de)(de)(de)氧化物(wu)(wu)有(you)UO2、U3O8和(he)(he)UO3。其中(zhong)UO2是(shi)當前應(ying)用最廣泛的(de)(de)(de)核燃料(liao)。鈾(you)(you)(you)與鹵(lu)素(su)生(sheng)成核燃料(liao)制備工藝中(zhong)重要的(de)(de)(de)化合物(wu)(wu)。如(ru)UF4是(shi)生(sheng)產金(jin)屬鈾(you)(you)(you)和(he)(he)UF6的(de)(de)(de)中(zhong)間產物(wu)(wu)。UF6的(de)(de)(de)三相點(dian)為337K，是(shi)氣(qi)態鈾(you)(you)(you)同位(wei)素(su)分離的(de)(de)(de)原料(liao)。碳化鈾(you)(you)(you)、氮化鈾(you)(you)(you)和(he)(he)硅化鈾(you)(you)(you)都是(shi)性能優越的(de)(de)(de)被認(ren)為有(you)希望的(de)(de)(de)核燃料(liao)。

金屬鈾在空氣(qi)中會變暗，可為(wei)蒸汽和酸腐(fu)蝕，但耐堿腐(fu)蝕。其原子半徑為(wei)138.5pm；U3+、U4+、U5+、U6+的(de)離子半徑分別為(wei)103、97、89及80pm。鈾的(de)電負性據鮑(bao)林(lin)（Pauling）測定為(wei)1.38；阿爾勒德（Allred）和羅切夫（Rochow）測定為(wei)1.22。

鈾(you)能(neng)與(yu)大多(duo)數非金(jin)屬元(yuan)素及其化合物發生(sheng)反(fan)(fan)應(ying)，反(fan)(fan)應(ying)的溫度和反(fan)(fan)應(ying)速度隨鈾(you)的粒度而異。鈾(you)在(zai)室(shi)溫的空氣或氧(yang)氣中(zhong)能(neng)自(zi)燃，細粒鈾(you)在(zai)水中(zhong)亦(yi)能(neng)自(zi)燃。在(zai)一定條件(jian)下(xia)，鈾(you)氧(yang)化放出(chu)的能(neng)量可(ke)引起爆炸。鈾(you)粉塵的爆炸濃度下(xia)限(xian)為55mg/dm3。鈾(you)能(neng)與(yu)許多(duo)金(jin)屬反(fan)(fan)應(ying)生(sheng)成金(jin)屬間化合物。鈾(you)可(ke)與(yu)鈮、鉿、鋯(gao)、鉬(mu)及鈦生(sheng)成固溶體。

鈾(you)(you)(you)及(ji)其化合(he)(he)(he)物(wu)均(jun)有較大的化學毒(du)性(xing)(xing)(xing)，空氣中可(ke)溶性(xing)(xing)(xing)鈾(you)(you)(you)化合(he)(he)(he)物(wu)的允(yun)許(xu)(xu)濃(nong)度(du)(du)為0.05mg/m3，不(bu)溶性(xing)(xing)(xing)鈾(you)(you)(you)化合(he)(he)(he)物(wu)的允(yun)許(xu)(xu)濃(nong)度(du)(du)為0.25mg/m3，人(ren)體對天(tian)然鈾(you)(you)(you)的放射(she)性(xing)(xing)(xing)允(yun)許(xu)(xu)劑量，可(ke)溶性(xing)(xing)(xing)鈾(you)(you)(you)化合(he)(he)(he)物(wu)是(shi)7400Bq，不(bu)溶性(xing)(xing)(xing)鈾(you)(you)(you)化合(he)(he)(he)物(wu)是(shi)333Bq。

物理性質

鈾(you)是(shi)放射性(xing)金(jin)屬元(yuan)素(su)(su)，可(ke)作(zuo)為核反應的燃(ran)料。鈾(you)是(shi)銀(yin)白(bai)色金(jin)屬，幾乎與鋼一樣硬(ying)，密度(du)高(gao)（相(xiang)對密度(du)約18.95），熔(rong)點(dian)1135℃，沸點(dian)4134℃。在(zai)核能量發(fa)(fa)展之前(qian)，它被(bei)用作(zuo)制造黃色玻璃。鈾(you)是(shi)自然界(jie)存在(zai)的原子序數(shu)最高(gao)的元(yuan)素(su)(su)。1841年(nian)E.佩利（1811-1890）離析出金(jin)屬鈾(you)，雖然在(zai)此之前(qian)鈾(you)已在(zai)瀝(li)青鈾(you)礦(kuang)中(zhong)被(bei)認知。它也藏(zang)于云母鈾(you)礦(kuang)、釩鉀鈾(you)礦(kuang)和獨居石中(zhong)；主要分(fen)布于加拿大、澳大利亞、南非。可(ke)通(tong)過氣(qi)體擴散(san)技術(shu)從易揮發(fa)(fa)氣(qi)體六氟化鈾(you)（UF6）中(zhong)分(fen)離各同位素(su)(su)鈾(you)。

鈾存(cun)在三種(zhong)同素(su)異形體(ti)，其存(cun)在溫(wen)度(du)和主要結構特征列(lie)于表中。α-U在室溫(wen)時的(de)密度(du)為19.02t/m3。α-U和β-U呈明顯的(de)各向(xiang)異性，如(ru)在298～523K之間，α-U單晶(jing)沿(yan)a、b、c軸熱膨脹系數(shu)分別為αa=+33.24×10-6/K、αb=-6.49×10-6/K、αc=+30.36×10-6/K。γ-U有各向(xiang)同性結構。無序排列(lie)的(de)多晶(jing)鈾在293～373K范圍的(de)熱膨脹系數(shu)等于16.3×10-6/K。在5～350K之間的(de)比熱為27.66J/（mol·K）。α-U的(de)熱導率隨(sui)溫(wen)度(du)提高而增(zeng)加，室溫(wen)下(xia)為25.1W/（m·K），1033K時為37.7W/（m·K）。

鈾(you)的力學性質隨試樣爐號和(he)熱處(chu)理的不同而異。對(dui)α軋制α退火的試樣，得到室(shi)溫最(zui)大屈服強度為206.8-275.8 MPa，對(dui)小變形(xing)量擠壓鈾(you)，室(shi)溫抗拉強度極限(xian)為586.1～861.8MPa。鈾(you)有(you)三種晶格結構：α-U為斜方結構，a=284.785pm，b=585.801pm，c=494.553pm；β-U為正方結構，a=1076.0pm，c=565.2pm；γ-U為體心立(li)方結構，a=352.4pm。它們(men)的轉(zhuan)換溫度為941K（α→β）和(he)1047K（β→γ）。

鈾(you)的(de)同素(su)異形體 α-U β-U γ-U

存在(zai)溫度范圍 （K） ＜941 941-1048 1048（熔(rong)點）

晶(jing)體(ti)結構 斜方 四方 體(ti)心立方

晶胞中原(yuan)子數(shu) （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(you)的重要物(wu)理性質列于下表(biao)。

性 質 數 據

熔點(dian)T/K 1405.5

沸點T/K 4018

熔(rong)化熱Q/kJ·mol-1 15.5

氣(qi)化熱Q/kJ·mol-1 417.1

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

熱導率λ/W·m-1·K-1 27.6（300K）

電阻率(lv)ρ/Ω·m 30.8×10-8（273K）

摩爾(er)體積Vm/cm3 12.56

線脹系數αl/K-1 12.6×10-6

同位素及半衰期

天然鈾(you)含有(you)三(san)種同(tong)位素：238U、235U和(he)234U，它們(men)的(de)含量(liang)(liang)分別為(wei)99.28%（238U）、0.71%（235U）和(he)0.006%（234U），半衰期分別為(wei)（238U）4.51×109、（235U）7.09×108和(he)（234U）2.35×105年。其(qi)中(zhong)以(yi)235U為(wei)最重要(yao)，是(shi)目前核動力的(de)燃料。一個235U核吸收一個熱中(zhong)子(zi)發生裂(lie)變(bian)時放出(chu)約2.5個中(zhong)子(zi)，并釋放出(chu)207MeV能量(liang)(liang)。1kg235U核裂(lie)變(bian)放出(chu)的(de)能量(liang)(liang)相當于燃燒2700t煤所產生的(de)能量(liang)(liang)。根據反應堆堆型及(ji)其(qi)工作條件(jian)，核燃料可采用天然鈾(you)或提(ti)高了U含量(liang)(liang)的(de)富(fu)集鈾(you)。用氣體擴散法(fa)、離心(xin)法(fa)或激光法(fa)等(deng)分離鈾(you)同(tong)位素，可使U的(de)富(fu)集度達到90%以(yi)上。U俘獲中(zhong)子(zi)后轉變(bian)成易(yi)裂(lie)變(bian)的(de)Pu（钚）。Pu和(he)U也(ye)是(shi)制造核武(wu)器的(de)主要(yao)原(yuan)料。

在25km地(di)殼內含(han)1014t鈾(you)，其(qi)中(zhong)海水含(han)1010t，每噸海水平均(jun)含(han)鈾(you)3.3mg。自然(ran)界存(cun)在幾百(bai)種(zhong)含(han)鈾(you)的礦物(wu)，但大多是貧礦，所(suo)以經濟(ji)地(di)大量開采很困難。目前，經濟(ji)上(shang)有開采價值(zhi)的鈾(you)礦含(han)U3O8量為(wei)0.1%左右。如果(guo)發展快中(zhong)子增殖堆，則鈾(you)資源利用率(lv)可比壓水堆提高60～70倍。

鈾(you)同位(wei)素中存量最多(duo)的(de)是238U，再者是可用作核能(neng)發電的(de)燃(ran)料的(de)235U，豐度(du)最少的(de)是234U。此(ci)外還有12種人(ren)工同位(wei)素。

同位素 豐度(du) 半衰(shuai)期(qi) 衰(shuai)變(bian)模(mo)式 衰(shuai)變(bian)能量(liang)（MeV）衰(shuai)變(bian)產(chan)物

232U 人造 68.9年 自發(fa)分裂 - -

α衰(shuai)變 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(zi)發(fa)分裂(lie) 197.78 -

α衰變 4.859 Th-230

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

α衰變 4.679 Th-231

236U 人造 2.342×107年 自發分(fen)裂(lie) 201.82 -

α衰(shuai)變 4.572 Th-232

237U 人造(zao) 6.75日 β衰變 0.519 Np-237

238U 99.28% 4.468×109年 自發分裂 205.87 -

α衰(shuai)變 4.27 Th-234

核性質

鈾的(de)熱中子吸收截面為7.60b±0.07b。鈾的(de)同位素（包括同核(he)異能素）有(you)15種，其質(zhi)量數從227至240。鈾的(de)天然同位素組成列于(yu)下表。

核 素(su) 相(xiang)對原子質量 自(zi)然豐度/% 半衰(shuai)期T1/2/a 衰(shuai)變模式及衰(shuai)變能

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)(bian)(bian)系(xi)的(de)始祖(zu)核素(su)，238U為鈾鐳系(xi)的(de)始祖(zu)核素(su)，234U是(shi)238U的(de)衰(shuai)變(bian)(bian)(bian)(bian)系(xi)產物。235U是(shi)惟一(yi)天然的(de)可裂(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)核素(su)。235U核素(su)受熱中(zhong)子轟(hong)擊，吸收一(yi)個(ge)中(zhong)子后發(fa)生(sheng)裂(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)（誘發(fa)裂(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)）。一(yi)個(ge)235U核在裂(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)時(shi)(shi)放出的(de)總能(neng)量為195MeV，同時(shi)(shi)放出2～3（平均2.5）個(ge)中(zhong)子。只要其中(zhong)一(yi)個(ge)中(zhong)子引起另一(yi)個(ge)235U核發(fa)生(sheng)裂(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)，鏈式(shi)核裂(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)就會持續進行(xing)下去。238U不是(shi)裂(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)核素(su)，但238U在反應堆活性區(qu)吸收中(zhong)子后生(sheng)成239U，239U再經(jing)兩(liang)次(ci)β衰(shuai)變(bian)(bian)(bian)(bian)生(sheng)成能(neng)裂(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)的(de)Pu。因此，可以利(li)用快中(zhong)子增殖堆充分發(fa)揮238U的(de)作用，提高天然鈾的(de)利(li)用率(lv)。

發現簡史

鈾（yóu）英文名(ming)Uranium，得名(ming)于(yu)天王星(xing)的(de)名(ming)字“Uranus”。1789年M.H.克拉普羅特（Martin Heinrich Klaproth）首先從(cong)瀝(li)青鈾礦(kuang)中發現(xian)了(le)(le)“鈾”，就用1781年新發現(xian)的(de)一個行星(xing)——天王星(xing)命名(ming)它(ta)為uranium，元素符(fu)號定(ding)為U。但1841年E.M.佩利若（Eugene-Melchior Peligot）證明(ming)該物(wu)質(zhi)系二氧化鈾，隨后用鉀還原UCl4制備了(le)(le)金屬(shu)鈾。1896年A.H.貝(bei)可勒爾（Antoine Henri Becquerel）發現(xian)了(le)(le)鈾的(de)放(fang)射(she)性現(xian)象。那時(shi)對(dui)鈾的(de)研(yan)究屬(shu)純理論性的(de)，鈾化合物(wu)只用于(yu)玻璃和(he)陶瓷的(de)著色。1898年在鈾礦(kuang)中發現(xian)了(le)(le)鐳，鈾便成(cheng)為開(kai)(kai)采(cai)(cai)鐳的(de)副產品。1938年O.哈(ha)恩（Otto Hahn）和(he)F.施特拉斯曼（Fritz Strassmann）用中子(zi)轟擊鈾核(he)發現(xian)核(he)裂變同(tong)時(shi)釋放(fang)出能量，引起了(le)(le)人們(men)重(zhong)新對(dui)鈾的(de)重(zhong)視。第二次世界(jie)大戰期間和(he)戰后，由于(yu)核(he)武(wu)器和(he)核(he)動力的(de)需要，加速了(le)(le)鈾資源的(de)勘探和(he)開(kai)(kai)采(cai)(cai)。

美國為此(ci)設立了(le)專門研(yan)究原子(zi)彈(dan)(dan)的(de)機(ji)構。1945年(nian)美國在日本(ben)(ben)廣島投擲了(le)第一(yi)顆235U原子(zi)彈(dan)(dan)，幾天后又(you)在日本(ben)(ben)長崎(qi)投下了(le)一(yi)顆239Pu原子(zi)彈(dan)(dan)。1954年(nian)蘇聯建成了(le)第一(yi)座核電站。從(cong)此(ci)，鈾(you)的(de)科研(yan)和(he)生(sheng)產受到世界(jie)各國的(de)高(gao)度重視，核武器(qi)制造和(he)核發(fa)電工(gong)(gong)業便得到迅(xun)速發(fa)展。中(zhong)國的(de)鈾(you)工(gong)(gong)業自20世紀50年(nian)代(dai)興起，已形成完整的(de)和(he)具有(you)相當規模的(de)科研(yan)和(he)工(gong)(gong)業生(sheng)產體系。

2023年4月，日本與韓國科(ke)學(xue)(xue)家發(fa)現了一種(zhong)以(yi)前未知的鈾(you)同位素——鈾(you)-241。其原子序(xu)數為92，質量(liang)為241，半衰期(qi)可能只有40分(fen)鐘，這(zhe)是自1979年以(yi)來科(ke)學(xue)(xue)家首次發(fa)現富(fu)含中(zhong)子的鈾(you)同位素。

鈾的化合物

鈾有多種化合(he)物(wu)，主(zhu)要鈾化合(he)物(wu)的(de)化學式、存在(zai)形態和用途列于(yu)下表。

名(ming)稱 化學式 存(cun)在形態 用(yong) 途

二氧化鈾 UO2 深(shen)褐色或黑色粉(fen)末(mo) 制造反應堆元件或

生產UF4

三氧化鈾(you) UO3 無定形UO3或α-UO3，褐(he)色，β-UO3橙(cheng)色粉末，γ-UO3 還原成UO2

亮(liang)黃(huang)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(se)（有時呈(cheng)墨綠或黑色(se)）粉末翠綠色(se)晶體（綠鹽）儲存、還原成UO2制(zhi)取金屬鈾或UF6

四氟化鈾 UF4 室溫下(xia)近于白色(se)固(gu)體，在309K溫度升華(hua)，最易揮發(fa)的鈾化合物 同位素分離，濃縮(suo)

六氟化鈾 UF6 235U

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

重鈾酸銨 (NH4)2U2O7 黃(huang)色沉淀物（俗稱“黃(huang)餅(bing)”）質(zhi)量好的呈片狀結晶 熱(re)分解成UO2或

UO3

三碳酸鈾酰銨 (NH4)4UO2(CO3)3 淡黃色晶體 熱分解成UO2

鈾的合金

鈾能與(yu)多種金(jin)屬生成金(jin)屬間化(hua)合(he)物。鈾具有化(hua)學(xue)性(xing)(xing)質活潑、各向異性(xing)(xing)結構(gou)(gou)(gou)和(he)機械性(xing)(xing)能較(jiao)差等缺陷。鈾合(he)金(jin)的(de)(de)某些性(xing)(xing)質優于金(jin)屬鈾，這在核燃(ran)料元件制造中相當重要(yao)。添加適量的(de)(de)其他金(jin)屬，如鈮、鉻、鉬或鋯能改善鈾的(de)(de)熱導率、晶體結構(gou)(gou)(gou)及金(jin)相結構(gou)(gou)(gou)、熱處理特(te)性(xing)(xing)、輻照穩定性(xing)(xing)和(he)耐蝕性(xing)(xing)等。

貧(pin)(pin)鈾(you)彈(dan)即(ji)利用(yong)貧(pin)(pin)鈾(you)合(he)金(jin)制造(zao)的(de)一種(zhong)高(gao)效燃燒穿甲彈(dan)，它借助貧(pin)(pin)鈾(you)材料密(mi)度(du)(du)大(da)（鉛(qian)密(mi)度(du)(du)的(de)2倍）、強度(du)(du)大(da)（鋼強度(du)(du)的(de)3倍）和穿透力強，且(qie)易(yi)燃燒的(de)特點(dian)制作而成(cheng)，貧(pin)(pin)鈾(you)合(he)金(jin)含(han)238U、235U等(deng)(deng)，貧(pin)(pin)鈾(you)彈(dan)爆炸后殘留的(de)235U等(deng)(deng)能損害腎(shen)臟、神經(jing)系統(tong)，可導致肺癌等(deng)(deng)。密(mi)度(du)(du)、硬度(du)(du)較大(da)的(de)貧(pin)(pin)鈾(you)合(he)金(jin)，還(huan)可制作防輻(fu)射材料等(deng)(deng)。

鈾的賦存及資源

鈾(you)(you)廣泛存在于(yu)地殼(ke)和海(hai)水中。海(hai)水中鈾(you)(you)的濃(nong)度為3×10-7%，地殼(ke)豐度為2.3×10-4%，但在地殼(ke)中很分散。

鈾的礦物

鈾礦(kuang)(kuang)物(wu)按(an)成因(yin)可(ke)分為原(yuan)生鈾礦(kuang)(kuang)和次生鈾礦(kuang)(kuang)兩(liang)大類。除(chu)瀝(li)青(qing)鈾礦(kuang)(kuang)外，原(yuan)生鈾礦(kuang)(kuang)均存在于(yu)偉(wei)晶巖(yan)中(zhong)，原(yuan)生礦(kuang)(kuang)物(wu)經(jing)風(feng)化和熱液(ye)作用易轉變成各種(zhong)次生礦(kuang)(kuang)物(wu)。鈾礦(kuang)(kuang)的(de)(de)成因(yin)、產狀(zhuang)、含鈾量及(ji)伴生礦(kuang)(kuang)物(wu)和圍巖(yan)均會影響到鈾礦(kuang)(kuang)的(de)(de)加(jia)工工藝。已發現(xian)的(de)(de)鈾礦(kuang)(kuang)物(wu)和含鈾礦(kuang)(kuang)物(wu)約有500多種(zhong)。其中(zhong)常見(jian)并具(ju)有工業實(shi)用價值的(de)(de)僅(jin)二三十種(zhong)。下表所列為重要(yao)的(de)(de)鈾礦(kuang)(kuang)物(wu)。

類型(xing) 礦物名稱 組 成 鈾含量（質(zhi)量分數(shu)ω）/%

原生(sheng)鈾(you)礦(kuang) 瀝青(qing)鈾(you)礦(kuang) UO2·mUO3·nPbO 40～76

晶質鈾礦 （U,Th）O2·mUO3·nPbO 65～75.4

鈦(tai)鈾(you)礦 (U,Ce,Fe,Y,Th)3Ti5O16 ＜40

次生(sheng)鈾(you)礦(kuang) 水（瀝青(qing)）鈾(you)礦(kuang) UO2·mUO3·nH2O

銅鈾云(yun)母 Cu(UO2)2(PO4)2·(8～12)H2O 50

鈣鈾云(yun)母 Ca(UO2)2(PO4)2·(8～12)H2O 50

鉀釩鈾(you)礦(kuang) K2(UO2)2(VO4)2·(1～3)H2O 50

釩(fan)鈣鈾礦(kuang) Ca(UO2)2(VO4)2·8H2O 50～60

除澳大(da)(da)利(li)(li)亞(ya)、加(jia)拿大(da)(da)有(you)一(yi)些(xie)較大(da)(da)的(de)富鈾(you)(you)礦(kuang)床（含鈾(you)(you)1%～10%）外(wai)，大(da)(da)多(duo)數鈾(you)(you)礦(kuang)的(de)含鈾(you)(you)品位為0.1%～0.2%。鈾(you)(you)水冶廠大(da)(da)多(duo)直(zhi)接(jie)處理鈾(you)(you)原礦(kuang)，但通過選礦(kuang)能(neng)提高(gao)礦(kuang)石品位，降(jiang)低成本。一(yi)些(xie)國家(jia)正采用放射(she)分選機對塊狀鈾(you)(you)礦(kuang)石進行選礦(kuang)。為了綜合(he)利(li)(li)用或改(gai)善(shan)鈾(you)(you)礦(kuang)石加(jia)工性能(neng)，有(you)的(de)礦(kuang)石還需經(jing)配礦(kuang)、焙燒等預處理。

此外，含鈾(you)(you)(you)的(de)磷(lin)酸鹽(yan)礦(kuang)、褐(he)煤、頁巖、鈾(you)(you)(you)礦(kuang)水(shui)(shui)、含鈾(you)(you)(you)銅(tong)廢石堆浸(jin)液和(he)海(hai)水(shui)(shui)等(deng)都可(ke)成為提鈾(you)(you)(you)的(de)原料(liao)。例如，1988年(nian)美國從濕法磷(lin)酸等(deng)副產(chan)品中回收的(de)鈾(you)(you)(you)達1500t，約占其(qi)總產(chan)量(liang)5190t鈾(you)(you)(you)的(de)29%。

分布范圍

鈾(you)通常(chang)被人們認為是(shi)一種(zhong)稀有金屬，盡管(guan)鈾(you)在地(di)殼中的含量很高，比汞、鉍、銀要(yao)多得多，但由于提取(qu)鈾(you)的難(nan)度較大，所(suo)以它注定了要(yao)比汞這些元(yuan)素發現的晚得多。盡管(guan)鈾(you)在地(di)殼中分布廣泛，但是(shi)只有瀝青鈾(you)礦(kuang)和鉀釩鈾(you)礦(kuang)兩種(zhong)常(chang)見的礦(kuang)床。

地(di)殼中鈾(you)(you)(you)的(de)(de)(de)平均含(han)量約為百萬分之2.5，即(ji)平均每噸地(di)殼物質(zhi)中約含(han)2.5克鈾(you)(you)(you)，這比鎢、汞、金、銀等元素(su)的(de)(de)(de)含(han)量還(huan)高。鈾(you)(you)(you)在各種巖石中的(de)(de)(de)含(han)量很不均勻。例如在花(hua)(hua)崗巖中的(de)(de)(de)含(han)量就(jiu)(jiu)要高些，平均每噸含(han)3.5克鈾(you)(you)(you)。在地(di)殼的(de)(de)(de)第(di)一層(ceng)（距地(di)表(biao)20 km）內含(han)鈾(you)(you)(you)近1.3×1014噸。依此推算，一立方公里的(de)(de)(de)花(hua)(hua)崗巖就(jiu)(jiu)會含(han)有(you)約一萬噸鈾(you)(you)(you)。海(hai)(hai)水中鈾(you)(you)(you)的(de)(de)(de)濃度相當低，每噸海(hai)(hai)水平均只含(han)3.3毫(hao)克鈾(you)(you)(you)，但(dan)由于海(hai)(hai)水總量極大（海(hai)(hai)水中總含(han)鈾(you)(you)(you)量可達4.5×109噸），且(qie)從水中提取有(you)其方便之處，所(suo)以不少國(guo)家，特別是那(nei)些缺少鈾(you)(you)(you)礦資源(yuan)的(de)(de)(de)國(guo)家，正在探索海(hai)(hai)水提鈾(you)(you)(you)的(de)(de)(de)方法(fa)。

由于鈾(you)的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)性質很(hen)活潑，所(suo)以(yi)自然界不存在游離(li)態(tai)的(de)(de)(de)金屬鈾(you)，它(ta)總(zong)是(shi)(shi)以(yi)化(hua)合(he)(he)狀(zhuang)態(tai)存在著。已知的(de)(de)(de)鈾(you)礦物有(you)一百(bai)七十多種(zhong)，但具有(you)工(gong)業(ye)開采價值的(de)(de)(de)鈾(you)礦只有(you)二(er)(er)、三十種(zhong)，其中最重要的(de)(de)(de)有(you)瀝(li)青鈾(you)礦（主要成分為八(ba)氧化(hua)三鈾(you)）、品質鈾(you)礦（主要成分為二(er)(er)氧化(hua)鈾(you)）、鈾(you)石和鈾(you)黑等。很(hen)多的(de)(de)(de)鈾(you)礦物都(dou)呈黃(huang)色、綠色或黃(huang)綠色。有(you)些鈾(you)礦物在紫外線下能發(fa)出強烈的(de)(de)(de)熒光(guang)。正是(shi)(shi)鈾(you)礦物（鈾(you)化(hua)合(he)(he)物）這(zhe)種(zhong)發(fa)熒光(guang)的(de)(de)(de)特(te)性，才導致了放射(she)性現(xian)象的(de)(de)(de)發(fa)現(xian)。

雖然鈾元素(su)的(de)分布(bu)(bu)相當廣，但鈾礦(kuang)床的(de)分布(bu)(bu)卻很有限。鈾資源主要分布(bu)(bu)在(zai)美國、加拿大、南非(fei)(fei)、西南非(fei)(fei)、澳(ao)大利亞等國家(jia)和地區(qu)。據估(gu)計，已探明的(de)工業(ye)儲量到1972年已超過(guo)一百萬噸(dun)。

鈾(you)(you)及其一系(xi)列衰(shuai)變子體的放(fang)射性(xing)(xing)(xing)是存(cun)在鈾(you)(you)的最好標志。人的肉眼雖然看不見放(fang)射性(xing)(xing)(xing)，但(dan)是借助于(yu)專門的儀器(qi)卻可以方便地把它探測出來。因此(ci)，鈾(you)(you)礦(kuang)資源的普(pu)查和勘探幾乎都(dou)利用了鈾(you)(you)具有放(fang)射性(xing)(xing)(xing)這一特點(dian)：若發現某個地區巖石(shi)、土壤、水、甚至植物內放(fang)射性(xing)(xing)(xing)特別強，就(jiu)說明那(nei)個地區可能有鈾(you)(you)礦(kuang)存(cun)在。

提取冶金

鈾(you)的提(ti)取(qu)冶金具有(you)三個特點。第(di)一(yi)，鈾(you)礦石的品(pin)位很低，一(yi)般含鈾(you)（238U+235U）0.1%～0.2%，而其中(zhong)235U僅為(wei)0.0007%～0.0014%，為(wei)獲(huo)得核(he)(he)純(chun)鈾(you)，必須經過(guo)一(yi)系列富集(ji)、提(ti)純(chun)過(guo)程。第(di)二，核(he)(he)純(chun)金屬鈾(you)需再經同位素(su)分離(li)，制成不同豐度的濃(nong)縮(suo)235U。第(di)三，工藝過(guo)程繁雜，并存在輻射(she)危害問題。因此，鈾(you)生產(chan)技術(shu)難度大，安全防(fang)護要求(qiu)嚴格。

除(chu)了就(jiu)地浸(jin)出以及從其他含(han)鈾(you)物(wu)料提鈾(you)外，鈾(you)的(de)提取(qu)冶(ye)金都是從鈾(you)礦石（原礦或(huo)精礦）開(kai)始的(de)，通常包括(kuo)鈾(you)提取(qu)、四氟化鈾(you)制(zhi)取(qu)、金屬鈾(you)制(zhi)取(qu)、六氟化鈾(you)制(zhi)取(qu)、鈾(you)同位素分(fen)離、制(zhi)取(qu)含(han)濃縮U的(de)金屬鈾(you)和鈾(you)燃料元件加工(gong)等主要步驟。

（1）鈾提(ti)取。包括鈾礦(kuang)石的浸出、液固分離(li)、富集(ji)、提(ti)純(chun)（常用離(li)子(zi)交(jiao)換或溶劑萃取法）及沉淀產物熱分解制取核(he)純(chun)UO2或U3O8。

（2）四(si)氟化(hua)鈾(you)制取。將(jiang)UO2（U3O8可(ke)用(yong)氫還(huan)原(yuan)成UO2）氫氟化(hua)成四(si)氟化(hua)鈾(you)（綠鹽）。

（3）金(jin)(jin)屬(shu)鈾(you)制取。用金(jin)(jin)屬(shu)鈣或鎂將(jiang)UF4還原成金(jin)(jin)屬(shu)鈾(you)，金(jin)(jin)屬(shu)鈾(you)再經精煉、澆鑄、加工(gong)、鍛造（或擠(ji)壓）成形(xing)、包殼等處理制成天然(ran)鈾(you)的(de)反應堆元件，供生產裂變元素239Pu用。

（4）六氟化鈾(you)制取。將UF4氟化成UF6。

（5）鈾同(tong)位素分離。利用(yong)235U與(yu)238U質(zhi)量之間的(de)微小差異，通(tong)過對UF6的(de)氣體擴散（或離心分離），制取(qu)不同(tong)豐度的(de)濃縮235UF6。

（6）制取(qu)含濃縮(suo)(suo)235U的金屬鈾。將濃縮(suo)(suo)235UF6經氫還原(yuan)成(cheng)235UF4，再轉化(hua)成(cheng)濃縮(suo)(suo)235UO2。用鈣或鎂還原(yuan)235UF4制成(cheng)含濃縮(suo)(suo)U的金屬鈾。

（7）鈾(you)燃料(liao)元件(jian)加(jia)工(gong)。將濃(nong)縮UO2或金屬(shu)鈾(you)進一步加(jia)工(gong)制(zhi)成反應(ying)堆(dui)燃料(liao)元件(jian)或其他最(zui)終產(chan)品。

安全防護

鈾(you)及其化合(he)物既會放出(chu)危害生(sheng)(sheng)物的(de)(de)(de)射線，又有化學毒性，在生(sheng)(sheng)產(chan)過程中必(bi)(bi)須采(cai)取(qu)安(an)全(quan)防(fang)護措施。安(an)全(quan)防(fang)護措施的(de)(de)(de)主要(yao)(yao)內(nei)容包括嚴防(fang)粉塵及氡氣進入人體；使生(sheng)(sheng)產(chan)場(chang)地(di)的(de)(de)(de)輻射劑量低于放射性衛生(sheng)(sheng)防(fang)護規定的(de)(de)(de)限值；排放的(de)(de)(de)三廢經處(chu)理后(hou)必(bi)(bi)須達到國家規定的(de)(de)(de)排放標準。要(yao)(yao)注意濃(nong)縮鈾(you)產(chan)物臨(lin)界安(an)全(quan)。

發展趨勢

利用低(di)(di)品位鈾(you)礦石及其他含鈾(you)物料以(yi)擴大鈾(you)資(zi)源(yuan)。重視鈾(you)的(de)(de)就(jiu)地浸出、堆浸、細菌浸出等浸出方法(fa)的(de)(de)開(kai)發(fa)(fa)和推(tui)廣應用，以(yi)節(jie)省能(neng)耗和降低(di)(di)生產成本。開(kai)發(fa)(fa)并推(tui)廣應用快中子(zi)增殖(zhi)堆，提高(gao)天然鈾(you)的(de)(de)利用率。研究(jiu)開(kai)發(fa)(fa)無廢(fei)物工藝，減輕鈾(you)對環境的(de)(de)污染。發(fa)(fa)展節(jie)能(neng)的(de)(de)離心(xin)法(fa)、激光(guang)法(fa)等同位素分離方法(fa)，替(ti)代(dai)耗能(neng)高(gao)的(de)(de)擴散法(fa)。

鈾原子核裂變

自然(ran)界里234U不(bu)(bu)會發生(sheng)核裂(lie)變，通常，238U也不(bu)(bu)會發生(sheng)裂(lie)變，只有(you)235U易發生(sheng)核裂(lie)變，核燃料主要(yao)指235U。235U半(ban)衰期(qi)為(wei)7.038×108年(nian)，從235U開始，經(jing)過11次連續(xu)衰變，最(zui)后(hou)出(chu)現(xian)穩定的207Pb。238U半(ban)衰期(qi)為(wei)4.468×109年(nian)，從238U開始，經(jing)過14次連續(xu)衰變，最(zui)后(hou)出(chu)現(xian)穩定的206Pb-206。238U連續(xu)衰變中(zhong)，子核半(ban)衰期(qi)最(zui)長的是234U，它的半(ban)衰期(qi)是2.45×105年(nian)。

235U、233U和(he)239Pu是主(zhu)要的核(he)裂(lie)變物(wu)質，可(ke)直接做核(he)燃料，它們(men)能(neng)大量(liang)(liang)獲得、并易吸(xi)(xi)收(shou)慢中(zhong)(zhong)子(zi)（能(neng)量(liang)(liang)小于1eV）并發(fa)生裂(lie)變，234U、238U則不行。235U存(cun)在于天然(ran)鈾中(zhong)(zhong)，233U和(he)239Pu要靠鈾核(he)反應堆生產。235U、233U和(he)239Pu，任何能(neng)量(liang)(liang)的中(zhong)(zhong)子(zi)均(jun)可(ke)使它們(men)分(fen)裂(lie)、釋放能(neng)量(liang)(liang)；對(dui)235U來說，速(su)度越慢的中(zhong)(zhong)子(zi)越易引起裂(lie)變。238U吸(xi)(xi)收(shou)一個(ge)中(zhong)(zhong)子(zi)，也可(ke)轉變為裂(lie)變物(wu)質。

235U和(he)238U都能(neng)自發裂變，但后者自發裂變的幾率很小。

U-235裂變

研究表(biao)明，235U吸收慢(man)(man)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)后，有(you)(you)40多(duo)種(zhong)裂(lie)(lie)變(bian)方(fang)式，至少能(neng)生(sheng)產(chan)36種(zhong)元素(su)的(de)300多(duo)種(zhong)核(he)素(su)和快中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)（平均2.5個），并釋放巨大(da)能(neng)量。鈾(you)核(he)裂(lie)(lie)變(bian)生(sheng)成物除中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外，通(tong)常有(you)(you)兩(liang)種(zhong)（兩(liang)分(fen)(fen)裂(lie)(lie)）裂(lie)(lie)變(bian)物，還有(you)(you)三(san)種(zhong)（三(san)分(fen)(fen)裂(lie)(lie)）和四種(zhong)裂(lie)(lie)變(bian)物（1946 年，我國(guo)物理(li)學家錢三(san)強等(deng)在(zai)法國(guo)發現），“三(san)分(fen)(fen)裂(lie)(lie)”幾率極(ji)小(xiao)。除中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外，鈾(you)核(he)“兩(liang)分(fen)(fen)裂(lie)(lie)”的(de)碎塊有(you)(you)許(xu)多(duo)組合方(fang)式，碎塊質量比大(da)致為(wei)3：2的(de)發生(sheng)幾率最大(da)，碎塊質量相同(tong)的(de)機(ji)會極(ji)小(xiao)；鈾(you)“三(san)分(fen)(fen)裂(lie)(lie)”，其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)一(yi)塊是α粒子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)，“三(san)分(fen)(fen)裂(lie)(lie)”發生(sheng)的(de)幾率是“二分(fen)(fen)裂(lie)(lie)”的(de)3/1000。統計(ji)表(biao)明，235U裂(lie)(lie)變(bian)發射的(de)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)能(neng)量（動能(neng)）在(zai)0.1-20MeV范圍，平均為(wei)2MeV。僅有(you)(you)快中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)不(bu)(bu)(bu)能(neng)使天然鈾(you)產(chan)生(sheng)持(chi)續的(de)裂(lie)(lie)變(bian)鏈式反應，慢(man)(man)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)也不(bu)(bu)(bu)能(neng)使238U發生(sheng)裂(lie)(lie)變(bian)，持(chi)續的(de)裂(lie)(lie)變(bian)反應在(zai)238U中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)不(bu)(bu)(bu)可能(neng)發生(sheng)。235U和240Pu等(deng)，除中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)可引發其(qi)核(he)裂(lie)(lie)變(bian)外，具有(you)(you)足夠(gou)能(neng)量的(de)帶電粒子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)或γ射線等(deng)也能(neng)引發裂(lie)(lie)變(bian)。此外，鈾(you)對約25eV的(de)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)還會產(chan)生(sheng)俘(fu)獲共振，即(ji)俘(fu)獲而不(bu)(bu)(bu)裂(lie)(lie)變(bian)。

235U結合能小，核(he)裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)勢壘(lei)較(jiao)低，任何能量(liang)(liang)的(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)都能使(shi)它裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)，且對(dui)(dui)慢中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)（中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)速率(lv)為2.2×103m/s，與常(chang)溫下氣體分(fen)子(zi)(zi)運動(dong)速率(lv)相當。這(zhe)樣，它在鈾(you)核(he)附近的(de)(de)時間相對(dui)(dui)較(jiao)長，容(rong)易擊中(zhong)(zhong)(zhong)鈾(you)核(he)使(shi)之(zhi)裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)）有很(hen)大(da)的(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)截面（裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)幾率(lv)大(da)）。235U吸(xi)收一個(ge)慢中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)，通常(chang)先形成激發態(tai)的(de)(de)236U（復(fu)核(he)），然(ran)后裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)成兩塊，同時釋(shi)放(fang)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)和(he)能量(liang)(liang)等。熱(re)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)（慢中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)的(de)(de)一種）反應堆(dui)里，235U熱(re)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)截面比238U的(de)(de)熱(re)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)截面要大(da)200倍，這(zhe)樣，就會有足夠數量(liang)(liang)的(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)引起235U核(he)裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)，這(zhe)可彌補天然(ran)鈾(you)或(huo)濃(nong)縮(suo)鈾(you)中(zhong)(zhong)(zhong)235U含量(liang)(liang)較(jiao)少(shao)之(zhi)弱點；這(zhe)種反應堆(dui)工作時，鈾(you)的(de)(de)利用(yong)率(lv)為1%-2%。

U-238裂變

238U（240Pu、232Th）裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)是有閥的(de)(de)(de)，小于1.1MeV的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)會被(bei)(bei)其(qi)吸收(shou)或(huo)散射(she)，不(bu)能(neng)(neng)(neng)(neng)引發裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)；較(jiao)(jiao)大(da)(da)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)才能(neng)(neng)(neng)(neng)使(shi)它們裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)，但(dan)可能(neng)(neng)(neng)(neng)性(xing)又(you)極小。238U結(jie)合能(neng)(neng)(neng)(neng)較(jiao)(jiao)大(da)(da)，裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)勢壘較(jiao)(jiao)高，能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)超(chao)過1.4MeV的(de)(de)(de)快(kuai)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)才能(neng)(neng)(neng)(neng)使(shi)它裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)，釋放的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)較(jiao)(jiao)大(da)(da)。研究顯示，238U在幾(ji)MeV以上有很多共振吸收(shou)峰，其(qi)裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)幾(ji)率隨(sui)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)增大(da)(da)而(er)增大(da)(da)。238U不(bu)易產生(sheng)裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)，但(dan)吸收(shou)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)后能(neng)(neng)(neng)(neng)變(bian)(bian)成239Pu和233U等(deng)較(jiao)(jiao)好的(de)(de)(de)核(he)裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)物質。熱中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)被(bei)(bei)238U俘獲(huo)的(de)(de)(de)幾(ji)率是熱中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)使(shi)235U裂(lie)(lie)(lie)變(bian)(bian)幾(ji)率的(de)(de)(de)1/190左(zuo)右。快(kuai)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)同238U核(he)的(de)(de)(de)主要作用是非(fei)彈(dan)性(xing)碰撞，大(da)(da)部分中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)都是通過非(fei)彈(dan)性(xing)碰撞降低(di)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)，再(zai)在多次碰撞中(zhong)(zhong)(zhong)被(bei)(bei)238U核(he)吸收(shou)。

鈾濃縮

濃縮鈾簡介

鈾(you)材(cai)料(liao)(liao)里235U的(de)含量(liang)高于0.7%即濃縮鈾(you)。鈾(you)是重要的(de)核(he)燃料(liao)(liao)和原(yuan)子(zi)彈(dan)核(he)心(xin)材(cai)料(liao)(liao)，現在使用(yong)的(de)鈾(you)材(cai)料(liao)(liao)都需(xu)提(ti)煉、濃縮，使之達(da)到一(yi)定(ding)的(de)純度。比如，制造一(yi)顆原(yuan)子(zi)彈(dan)至(zhi)少需(xu)20-50千克的(de)高濃縮鈾(you)（也(ye)可用(yong)钚造原(yuan)子(zi)彈(dan)），其濃縮純度應(ying)達(da)到 90%以上。

鈾礦石(shi)里235U的(de)含量很低，絕大部分是(shi)238U，鈾礦石(shi)不能(neng)像煤(mei)塊那樣直接(jie)做燃(ran)料(liao)，它類似于大部分是(shi)泥沙(sha)的(de)煤(mei)餅，沒法燃(ran)燒。鈾元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)(su)(su)的(de)豐度（一元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)的(de)同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)(su)(su)混合物里，某同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)(su)(su)的(de)原(yuan)(yuan)子數和總的(de)原(yuan)(yuan)子數之比）可通(tong)過工藝(yi)處理使(shi)之增大，以獲(huo)得(de)該(gai)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)濃縮(suo)的(de)某種同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)(su)(su)，如235U，235U與(yu)238U物理性質稍有不同(tong)(tong)，主(zhu)要是(shi)相(xiang)對(dui)質量不同(tong)(tong)，這導(dao)致(zhi)它們形成的(de)化合物微粒質量會有點差異。利用鈾天(tian)然同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)(su)(su)原(yuan)(yuan)子量不同(tong)(tong)進行分離，可使(shi)鈾材料(liao)中235U對(dui)238U的(de)比值較天(tian)然鈾高(gao)，從而(er)獲(huo)得(de)裂變材料(liao)——濃縮(suo)鈾。“濃縮(suo)”主(zhu)指(zhi)提高(gao)某元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)特定同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)(su)(su)豐度的(de)同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)(su)(su)分離過程，如由天(tian)然鈾生產濃縮(suo)鈾或由普通(tong)水生產重水等。

濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)同位素目的(de)(de)(de)(de)即提高(gao)235U相(xiang)對(dui)于238U等(deng)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)對(dui)豐(feng)(feng)度(du)(du)（濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)），使(shi)天然235U的(de)(de)(de)(de)相(xiang)對(dui)含量高(gao)于0.7%的(de)(de)(de)(de)鈾(you)(you)，即濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)，鈾(you)(you)燃(ran)(ran)料中(zhong)235U的(de)(de)(de)(de)含量達到(dao)3%以上才(cai)有可能持續(xu)“燃(ran)(ran)燒”；濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)有：3%、3.5%、20%濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)等(deng)品種。許多核(he)(he)(he)(he)(he)(he)反應堆和(he)核(he)(he)(he)(he)(he)(he)武器(qi)中(zhong)所(suo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)鈾(you)(you)，必(bi)須對(dui)其濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)，即須提高(gao)易核(he)(he)(he)(he)(he)(he)裂變的(de)(de)(de)(de)235U濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)，然后(hou)將其制成(cheng)燃(ran)(ran)料。大(da)多核(he)(he)(he)(he)(he)(he)電廠核(he)(he)(he)(he)(he)(he)反應堆用(yong)的(de)(de)(de)(de)鈾(you)(you)燃(ran)(ran)料235U濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)約在(zai)(zai)3%左右、不(bu)超過5%。核(he)(he)(he)(he)(he)(he)武器(qi)里(li)的(de)(de)(de)(de)鈾(you)(you)材料235U濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)需在(zai)(zai)90%以上；核(he)(he)(he)(he)(he)(he)艦船所(suo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)鈾(you)(you)燃(ran)(ran)料為(wei)20%或(huo)更(geng)低濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)鈾(you)(you)。國際(ji)原子能機構界定：235U豐(feng)(feng)度(du)(du)為(wei)3%的(de)(de)(de)(de)鈾(you)(you)材料屬核(he)(he)(he)(he)(he)(he)電站(zhan)用(yong)低濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)（工業級(ji)(ji)核(he)(he)(he)(he)(he)(he)燃(ran)(ran)料），常是(shi)鈾(you)(you)鹽或(huo)氧化鈾(you)(you)；豐(feng)(feng)度(du)(du)大(da)于80%的(de)(de)(de)(de)鈾(you)(you)材料為(wei)高(gao)濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)，豐(feng)(feng)度(du)(du)大(da)于90%的(de)(de)(de)(de)則(ze)是(shi)武器(qi)級(ji)(ji)（軍用(yong)）高(gao)濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)，主要用(yong)于制造核(he)(he)(he)(he)(he)(he)武器(qi)；另一(yi)種劃分是(shi)：高(gao)濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)（豐(feng)(feng)度(du)(du)在(zai)(zai)20%以上），低濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)（2%-20%，商用(yong)濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)）、微濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)（0.9%-2%）和(he)武器(qi)級(ji)(ji)濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)（90%以上）。鈾(you)(you)濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)達到(dao)20%是(shi)一(yi)節點與難關，由此(ci)再(zai)提高(gao)鈾(you)(you)濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)度(du)(du)則(ze)是(shi)一(yi)相(xiang)對(dui)容易實(shi)現的(de)(de)(de)(de)過程。

獲(huo)得鈾(you)材(cai)料需經(jing)過(guo)一系(xi)列復(fu)雜(za)的工(gong)藝，要經(jing)過(guo)探礦(kuang)、開礦(kuang)、選礦(kuang)、浸礦(kuang)、煉(lian)礦(kuang)、精(jing)煉(lian)等流(liu)程(cheng)，分(fen)離、濃縮是(shi)(shi)主要和(he)較(jiao)難的流(liu)程(cheng)，科技含量高。鈾(you)礦(kuang)石經(jing)碾磨、分(fen)選后得到(dao)的較(jiao)純凈鈾(you)礦(kuang)產品(pin)(pin)，即鈾(you)精(jing)礦(kuang)，又叫“黃餅(bing)”，主成分(fen)是(shi)(shi)八氧化三鈾(you)和(he)重鈾(you)酸鈉(na)、重鈾(you)酸銨(an)，它(ta)是(shi)(shi)核燃料生(sheng)產過(guo)程(cheng)中的一種中間產品(pin)(pin)。通常，獲(huo)得1千克武器(qi)級(ji)235U需要200多噸較(jiao)高品(pin)(pin)位的鈾(you)礦(kuang)石。

不論是和平利用(yong)核能，還是制造核能武(wu)器，濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)都是必需的(de)(de)(de)。至(zhi)2006年(nian)11月，世界上(shang)運(yun)行或在建的(de)(de)(de)470座商業核電反應堆大多是以濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)為燃料(liao)；到2010年(nian)，全球至(zhi)少已有(you)1600噸高濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)（還有(you)500噸钚(bu)），我(wo)國(guo)(guo)是世界上(shang)第四個（美、英、蘇(su)后）獨立掌握濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)生產(chan)技術的(de)(de)(de)國(guo)(guo)家(jia)；20世紀(ji)60年(nian)代前期(qi)，我(wo)國(guo)(guo)先后建立了(le)衡陽鈾(you)(you)(you)水冶廠和蘭(lan)州氣(qi)體擴散(san)廠，獲得了(le)濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)鈾(you)(you)(you)（1958年(nian)5月，蘭(lan)州始建我(wo)國(guo)(guo)首座鈾(you)(you)(you)濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)生產(chan)企業，它先后為我(wo)國(guo)(guo)的(de)(de)(de)第一顆原子彈、第一顆氫彈、第一艘(sou)核潛艇和第一座核電站(zhan)，提供了(le)優質核燃料(liao)）。2011年(nian)，哈佛大學肯尼迪(di)學院下屬(shu)貝(bei)爾(er)福爾(er)中心的(de)(de)(de)研(yan)究報告(gao)說，中國(guo)(guo)擁有(you)軍用(yong)級鈾(you)(you)(you)16噸、钚(bu)1.8噸。

鈾濃縮技術

因涉及核(he)(he)武(wu)器問題，鈾(you)濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)技(ji)術一直是(shi)國際社會(hui)嚴禁擴散的(de)敏感技(ji)術，國際原子能機(ji)構(gou)與聯合國希望(wang)能控制(zhi)各(ge)國鈾(you)濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)活動(dong)。中國臺灣(wan)曾有核(he)(he)計劃。1985年(nian)(nian)起，羅(luo)(luo)馬尼亞(ya)(ya)秘(mi)密的(de)從事武(wu)器級濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)鈾(you)提煉工作(zuo)；1991年(nian)(nian)，羅(luo)(luo)馬尼亞(ya)(ya)政(zheng)府同樣將(jiang)(jiang)其核(he)(he)設備、核(he)(he)研究(jiu)置于國際原子能機(ji)構(gou)監管之(zhi)下(xia)；2003年(nian)(nian)，美國、俄羅(luo)(luo)斯(si)將(jiang)(jiang)其十幾千克、濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)度達80%的(de)濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)鈾(you)運(yun)到俄羅(luo)(luo)斯(si)予(yu)以(yi)(yi)處理。利比亞(ya)(ya)違(wei)反國際承諾，秘(mi)密獲得鈾(you)濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)縮(suo)技(ji)術以(yi)(yi)發展核(he)(he)武(wu)器，2003年(nian)(nian)“伊拉(la)克戰(zhan)爭”后，該國向(xiang)西方妥協將(jiang)(jiang)有關設備、圖紙交給了美國、英國。

除幾(ji)個核大國(guo)外(wai)，日(ri)本、德國(guo)、印度、以(yi)色(se)列、巴基斯(si)坦、阿(a)根廷、朝鮮（2011年1月(yue)，聯合國(guo)安理(li)會(hui)“對朝制裁(cai)委員會(hui)”專家組擬(ni)訂了《朝鮮鈾(you)(you)濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)計劃報告》，以(yi)期(qi)防止核擴散、核競賽升級(ji)）、伊朗(lang)(lang)（2011年6月(yue)12日(ri)，伊朗(lang)(lang)常駐國(guo)際原子能機構代(dai)表蘇丹尼耶在第(di)二屆核裁(cai)軍國(guo)際會(hui)議期(qi)間對新華(hua)社記者說(shuo)，伊朗(lang)(lang)已(yi)生產出逾50公斤(jin)純(chun)度為20%的濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)鈾(you)(you)，伊朗(lang)(lang)的目(mu)標是(shi)有120公斤(jin)這種核材料(liao)）等國(guo)都掌握(wo)了鈾(you)(you)濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)技術。

鈾濃縮方法

提(ti)純、濃(nong)(nong)縮235U的(de)(de)(de)(de)技(ji)術較復(fu)雜，鈾(you)(you)元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)各種同(tong)(tong)位素，如(ru)同(tong)(tong)“孿生(sheng)姐妹”，物理性質與(yu)化(hua)(hua)學(xue)性質十分(fen)相似。利用(yong)同(tong)(tong)位素在物理、化(hua)(hua)學(xue)性質上的(de)(de)(de)(de)微小差異(yi)，通過擴(kuo)(kuo)散、蒸(zheng)發或化(hua)(hua)學(xue)交(jiao)換(huan)等方法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)與(yu)過程(cheng)，可使鈾(you)(you)元(yuan)素同(tong)(tong)位素的(de)(de)(de)(de)比例發生(sheng)變化(hua)(hua)。用(yong)同(tong)(tong)位素分(fen)離(li)(li)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)處(chu)理天然(ran)鈾(you)(you)，可增加鈾(you)(you)235U的(de)(de)(de)(de)濃(nong)(nong)度，使天然(ran)鈾(you)(you)里235U的(de)(de)(de)(de)相對含(han)量高于0.7%，進(jin)而獲得供多(duo)種需(xu)要的(de)(de)(de)(de)不同(tong)(tong)濃(nong)(nong)度的(de)(de)(de)(de)鈾(you)(you)材料。工(gong)業規(gui)模分(fen)離(li)(li)鈾(you)(you)同(tong)(tong)位素的(de)(de)(de)(de)技(ji)術（適用(yong)于提(ti)高U-235濃(nong)(nong)度）有氣體擴(kuo)(kuo)散法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、氣體離(li)(li)心法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)以及蒸(zheng)餾法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、電解法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、電流法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、液體熱擴(kuo)(kuo)散法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、電磁分(fen)離(li)(li)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和激光分(fen)離(li)(li)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)等。這些(xie)濃(nong)(nong)縮方法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，工(gong)藝過程(cheng)都復(fu)雜，投(tou)資大、耗(hao)能(neng)高、且產量低，即生(sheng)產鈾(you)(you)燃料成(cheng)本較大。

氣體擴散法

這(zhe)是最(zui)早(zao)、最(zui)成熟(shu)的(de)(de)濃(nong)縮方法，也是商(shang)業(ye)開發(fa)的(de)(de)第(di)一種濃(nong)縮方法，它據分(fen)子(zi)滲(shen)透、擴散原理，利(li)用不(bu)(bu)同(tong)質(zhi)量(liang)(liang)鈾同(tong)位素轉化為氣(qi)(qi)(qi)態時(shi)運(yun)動速率的(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)而進行分(fen)離。UF6是一種劇(ju)毒、腐蝕(shi)性強(qiang)和有放射性的(de)(de)白色晶體，加熱后升華為氣(qi)(qi)(qi)體。由于(yu)238U、235U的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)數(shu)不(bu)(bu)同(tong)，所以UF6氣(qi)(qi)(qi)體中二者(zhe)的(de)(de)分(fen)子(zi)質(zhi)量(liang)(liang)也不(bu)(bu)同(tong)，UF6里235U的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)數(shu)是349、238U的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)數(shu)是352。當高壓(ya)UF6混合氣(qi)(qi)(qi)體（鈾同(tong)位素的(de)(de)混合氣(qi)(qi)(qi)體）透過(guo)(guo)級(ji)(ji)(ji)聯安裝(zhuang)的(de)(de)多孔薄膜(mo)時(shi)，UF6中U-235輕分(fen)子(zi)氣(qi)(qi)(qi)體會比UF6中238U重分(fen)子(zi)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)體更(geng)快地通(tong)過(guo)(guo)多孔膜(mo)。通(tong)過(guo)(guo)膜(mo)管的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)體立即被泵送到(dao)下一級(ji)(ji)(ji)，留在(zai)膜(mo)管中的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)體則返回到(dao)較低級(ji)(ji)(ji)再循(xun)環。在(zai)每(mei)一個氣(qi)(qi)(qi)體擴散級(ji)(ji)(ji)中235U與238U濃(nong)度比僅略有增加，如(ru)此分(fen)離、濃(nong)縮到(dao)工業(ye)級(ji)(ji)(ji)235U濃(nong)度則需1000級(ji)(ji)(ji)以上。

該技術(shu)(shu)的(de)(de)(de)核心是多(duo)孔擴(kuo)(kuo)散分(fen)(fen)離(li)膜(mo)(mo)（蘇(su)聯(lian)曾叫它(ta)是“社會主義陣營安全的(de)(de)(de)心臟(zang)”），我國于1964年(nian)研制(zhi)出優質的(de)(de)(de)分(fen)(fen)離(li)膜(mo)(mo)元件（時稱(cheng)甲種分(fen)(fen)離(li)膜(mo)(mo)，該技術(shu)(shu)獲1984年(nian)國家發明(ming)一等(deng)獎(jiang)）。分(fen)(fen)離(li)膜(mo)(mo)是每平方(fang)分(fen)(fen)米有數(shu)百萬個超微細孔的(de)(de)(de)多(duo)孔薄(bo)金屬板(ban)或薄(bo)膜(mo)(mo)，將這(zhe)些薄(bo)膜(mo)(mo)（板(ban)）卷成管子(zi)并(bing)裝(zhuang)在密封的(de)(de)(de)擴(kuo)(kuo)散器里，當UF6氣(qi)(qi)(qi)體(ti)加(jia)壓送(song)到由這(zhe)些管子(zi)組成的(de)(de)(de)級(ji)聯(lian)裝(zhuang)置(zhi)中，混合氣(qi)(qi)(qi)體(ti)便會逐漸被分(fen)(fen)離(li)，含(han)(han)235U多(duo)的(de)(de)(de)濃(nong)縮(suo)(suo)UF6氣(qi)(qi)(qi)體(ti)沿著(zhu)級(ji)聯(lian)裝(zhuang)置(zhi)向前(qian)流(liu)動，含(han)(han)238U多(duo)的(de)(de)(de)稀薄(bo)UF6氣(qi)(qi)(qi)體(ti)則因流(liu)動滯后而(er)落下、分(fen)(fen)流(liu)了(le)。該方(fang)法擴(kuo)(kuo)散、濃(nong)縮(suo)(suo)過程(cheng)需要幾千個連續的(de)(de)(de)級(ji)聯(lian)裝(zhuang)置(zhi)，連續擴(kuo)(kuo)散可將UF6混合氣(qi)(qi)(qi)體(ti)里含(han)(han)238U的(de)(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)與含(han)(han)235U的(de)(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)分(fen)(fen)離(li)，再用(yong)化學方(fang)法處理已濃(nong)縮(suo)(suo)的(de)(de)(de)UF6-235U氣(qi)(qi)(qi)體(ti)分(fen)(fen)子(zi)，進而(er)獲得235U。這(zhe)種方(fang)法鈾濃(nong)縮(suo)(suo)的(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)不高、能耗(hao)大。

氣體離心法

1919年(nian)，德國科學家(jia)G．瑞皮完成了氣(qi)(qi)體離(li)(li)(li)心機(ji)的(de)基本設(she)計。鈾(you)濃縮離(li)(li)(li)心機(ji)概念和(he)應用則(ze)是20世紀30-40年(nian)代由(you)美(mei)囯弗吉尼亞大(da)學的(de)高速離(li)(li)(li)心機(ji)專家(jia)J．W．伯莫斯(si)提出的(de)。1934年(nian)，伯莫斯(si)成功(gong)地分離(li)(li)(li)了兩種氯同(tong)位(wei)素；1941年(nian)，他(ta)和(he)同(tong)事(shi)利(li)用離(li)(li)(li)心機(ji)首次成功(gong)地分離(li)(li)(li)了鈾(you)同(tong)位(wei)素。分離(li)(li)(li)共(gong)設(she)計了3種離(li)(li)(li)心機(ji)，其工作曾(ceng)引起美(mei)國當時正實施的(de)“曼哈(ha)頓計劃(hua)(hua)”（研(yan)制原子彈的(de)計劃(hua)(hua)）領導人的(de)注意，但美(mei)國最終選擇了氣(qi)(qi)體擴散法。

氣(qi)體(ti)(ti)離(li)心(xin)法(fa)也適用于處理鈾的混合液(ye)體(ti)(ti)或(huo)鈾蒸汽，它使用獨特設計的離(li)心(xin)機(ji)使氣(qi)體(ti)(ti)或(huo)液(ye)體(ti)(ti)能(neng)不(bu)間斷地在各個(ge)離(li)心(xin)機(ji)中流(liu)動，可連續運轉加工(gong)鈾氣(qi)流(liu)或(huo)鈾液(ye)體(ti)(ti)流(liu)。當前，濃縮鈾常用這種機(ji)械式(shi)分離(li)法(fa)。此法(fa)中，真空高(gao)速(su)離(li)心(xin)機(ji)是關鍵設備，國際上常把有無該(gai)設備作為判(pan)斷一個(ge)國家是否進行(xing)核(he)武器研究的標志。與氣(qi)體(ti)(ti)擴散法(fa)相比(bi)，氣(qi)體(ti)(ti)離(li)心(xin)法(fa)工(gong)效較高(gao)、所(suo)需電能(neng)大幅(fu)減少，所(suo)以(yi)該(gai)法(fa)已被大多的濃縮鈾工(gong)廠采(cai)用。

將高壓UF6氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)注(zhu)入(ru)高速轉動的(de)(de)封閉式離(li)(li)心(xin)機(ji)里，由于質量存在(zai)差異，長(chang)時(shi)間(jian)旋轉依(yi)靠慣(guan)性離(li)(li)心(xin)力，較輕(qing)的(de)(de)UF6中235U分子(zi)大多集中在(zai)容器轉軸處，較重的(de)(de)UF6-238U分子(zi)則大多結集在(zai)邊(bian)緣。若沿(yan)軸向(xiang)從外部(bu)導(dao)入(ru)氣(qi)(qi)流，并使轉軸處的(de)(de)這股氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)向(xiang)上流動，邊(bian)緣處外部(bu)導(dao)入(ru)的(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)向(xiang)下(xia)流動。如此，離(li)(li)心(xin)機(ji)下(xia)方(fang)收集的(de)(de)是較重的(de)(de)UF6-238U氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)，上方(fang)則是需要(yao)的(de)(de)、較輕(qing)的(de)(de)UF6-235U氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)。在(zai)近軸處富(fu)(fu)集的(de)(de)UF6-235U氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)被導(dao)出，再輸送(song)到下(xia)一臺離(li)(li)心(xin)機(ji)繼續(xu)分離(li)(li)——逐漸累積(ji)、純化、濃(nong)縮(suo)。隨著較輕(qing)的(de)(de)UF6-235U氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)穿過一系列(lie)高速離(li)(li)心(xin)機(ji)，其235U同位素分子(zi)富(fu)(fu)集度(du)會(hui)越(yue)來越(yue)大。最后，利用(yong)化學法處理(li)已收集的(de)(de)、較輕(qing)的(de)(de)UF6-235U氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)，就可獲得工業或軍用(yong)級濃(nong)縮(suo)鈾(you)。

通常，氣體離(li)心(xin)機廠(chang)需要幾(ji)千(qian)臺高速真空離(li)心(xin)機連續(xu)、長期地工(gong)作(zuo)才能(neng)得到武器(qi)級濃縮(suo)鈾(you)等（2010年(nian)(nian)下半年(nian)(nian)，因外界攻(gong)擊，伊(yi)朗納坦茲鈾(you)濃縮(suo)工(gong)廠(chang)至(zhi)少有1/5的離(li)心(xin)機因感染“震網”病毒被迫關閉(bi)；2011年(nian)(nian)2月末，國(guo)際(ji)原子(zi)能(neng)機構(gou)的報告說(shuo)，該廠(chang)現有低純度濃縮(suo)鈾(you)約3600公斤(jin)）。

其他幾種方法

（1）激光分離法

氣體離心法濃(nong)縮成本較高、效率(lv)也不理(li)想，先(xian)進的(de)(de)(de)濃(nong)縮法是激(ji)光(guang)分離法。利用(yong)(yong)激(ji)光(guang)濃(nong)縮鈾(you)，能(neng)降低生產成本。其原(yuan)(yuan)(yuan)理(li)基于激(ji)光(guang)有較好的(de)(de)(de)單(dan)色(se)性(xing)和(he)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)核(he)的(de)(de)(de)同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)光(guang)譜位(wei)(wei)(wei)移等(deng)。各(ge)同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)核(he)的(de)(de)(de)中子(zi)(zi)(zi)數不同(tong)(tong)(tong)(tong)，它們(men)的(de)(de)(de)能(neng)級(ji)會(hui)(hui)發(fa)(fa)生同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)位(wei)(wei)(wei)移，發(fa)(fa)出的(de)(de)(de)輻波長(chang)會(hui)(hui)有小差異。激(ji)光(guang)的(de)(de)(de)單(dan)色(se)性(xing)好，這(zhe)樣能(neng)做到(dao)用(yong)(yong)和(he)某同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)核(he)的(de)(de)(de)輻射波長(chang)相同(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)去激(ji)發(fa)(fa)其中的(de)(de)(de)某種原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)，而不會(hui)(hui)把其他同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)一起激(ji)發(fa)(fa)，即用(yong)(yong)激(ji)光(guang)可(ke)單(dan)獨地(di)把同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)團中的(de)(de)(de)某同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)先(xian)電離；再用(yong)(yong)電場將電離的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)從(cong)同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)混合物中單(dan)獨分離出來，將這(zhe)些原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)激(ji)發(fa)(fa)到(dao)高能(neng)級(ji)；最后利用(yong)(yong)高能(neng)級(ji)的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)和(he)基態(tai)的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)參加化學(xue)反應(ying)的(de)(de)(de)活(huo)力不同(tong)(tong)(tong)(tong)，通過(guo)化學(xue)反應(ying)法便可(ke)把它分離，聚集后就獲(huo)得了所需的(de)(de)(de)同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)。

激(ji)光分離法(fa)濃(nong)(nong)縮235U，比其他(ta)方法(fa)優越，設備可(ke)大(da)大(da)簡化(hua)(hua)，成本可(ke)大(da)幅降低。據估(gu)計，該(gai)法(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)投資(zi)約(yue)是氣(qi)體擴散法(fa)的(de)(de)(de)(de)1/2，生(sheng)(sheng)產(chan)過程(cheng)耗能(neng)只有氣(qi)體擴散法(fa)的(de)(de)(de)(de)1/10左(zuo)右。所以，多個國(guo)家已(yi)重視開發這(zhe)種鈾(you)燃料(liao)生(sheng)(sheng)產(chan)技(ji)術。1977年美(mei)國(guo)開始研究用激(ji)光提純(chun)濃(nong)(nong)縮鈾(you)，并證實(shi)此法(fa)的(de)(de)(de)(de)可(ke)行性等；1982年美(mei)國(guo)能(neng)源部確定，今后美(mei)國(guo)使用激(ji)光分離法(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)鈾(you)燃料(liao)。此法(fa)利(li)用238U、235U形成的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)合(he)物(wu)化(hua)(hua)學(xue)(xue)鍵的(de)(de)(de)(de)鍵能(neng)不同，利(li)用激(ji)光單(dan)一(yi)頻(pin)率的(de)(de)(de)(de)性質可(ke)有選擇的(de)(de)(de)(de)使一(yi)種鈾(you)化(hua)(hua)合(he)物(wu)的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)鍵斷(duan)裂達(da)到(dao)分離效(xiao)果。

激光分離技術現有激光原子(zi)法和激分子(zi)法：

原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)法濃縮用(yong)的(de)(de)(de)原(yuan)料是提煉鈾(you)礦后的(de)(de)(de)鈾(you)塊(kuai)，再把鈾(you)塊(kuai)加熱到高溫，形成鈾(you)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)蒸(zheng)氣，鈾(you)蒸(zheng)氣里含(han)有234U、235U、238U原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)。然后用(yong)可見光(guang)波段的(de)(de)(de)激光(guang)（如(ru)(ru)用(yong)銅蒸(zheng)氣激光(guang)泵浦的(de)(de)(de)染料激光(guang)器）照射鈾(you)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)蒸(zheng)氣，調諧激光(guang)器的(de)(de)(de)輸出(chu)波長，讓它落(luo)在235U的(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)吸收譜(pu)線中心，使235U原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)電(dian)離，但不(bu)激發或電(dian)離238U原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)等。然后，利(li)用(yong)電(dian)場對(dui)通過收集板的(de)(de)(de)235U原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)掃描(miao)、分(fen)離，如(ru)(ru)此235U原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)就從鈾(you)同位素混合(he)氣體(ti)里中分(fen)出(chu)來了(le)。這種技術較成熟，已處于生(sheng)產(chan)應用(yong)階段。

分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)法(fa)(fa)(fa)(fa)濃(nong)縮(suo)(suo)法(fa)(fa)(fa)(fa)則依(yi)靠鈾(you)同(tong)位素吸收光(guang)譜上(shang)存在差異，它用(yong)的(de)原(yuan)(yuan)料(liao)是鈾(you)的(de)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)合(he)物(wu)（如UF6），先用(yong)中紅外波(bo)段的(de)激(ji)光(guang)（如波(bo)長(chang)(chang)16微米的(de)激(ji)光(guang)）照(zhao)射UF6混合(he)氣體分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)，激(ji)光(guang)波(bo)長(chang)(chang)正好是讓(rang)235U化(hua)合(he)物(wu)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)電離，235U分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)吸收了這些光(guang)子(zi)(zi)(zi)(zi)，能(neng)(neng)態會提高(gao)；再(zai)用(yong)紫(zi)外線激(ji)光(guang)器分(fen)(fen)解(jie)UF6混合(he)氣體分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)，便可(ke)從中分(fen)(fen)離出235U，最后(hou)讓(rang)含235U化(hua)合(he)物(wu)通過分(fen)(fen)解(jie)反(fan)應，就(jiu)可(ke)得到235U。理論上(shang)它能(neng)(neng)生產出很純的(de)235U等，但此法(fa)(fa)(fa)(fa)還未達到生產階段；從發展潛力看，分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)法(fa)(fa)(fa)(fa)則比原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)法(fa)(fa)(fa)(fa)優越。分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)法(fa)(fa)(fa)(fa)濃(nong)縮(suo)(suo)用(yong)的(de)原(yuan)(yuan)料(liao)是鈾(you)的(de)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)合(he)物(wu)，原(yuan)(yuan)料(liao)來源較(jiao)豐富，且分(fen)(fen)離過程不需加(jia)熱；原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)法(fa)(fa)(fa)(fa)濃(nong)縮(suo)(suo)則需加(jia)熱到2000多℃，高(gao)溫鈾(you)蒸氣有很強的(de)腐蝕性。相對(dui)而言，分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)激(ji)光(guang)法(fa)(fa)(fa)(fa)生產設(she)備較(jiao)簡單，成本(ben)較(jiao)低。

分(fen)子(zi)激光(guang)法(fa)只能用于(yu)濃(nong)縮(suo)(suo)UF6，不適(shi)于(yu)純化、濃(nong)縮(suo)(suo)金屬钚（制造原子(zi)彈(dan)等更好(hao)的核(he)材料）的化合物；原子(zi)激光(guang)法(fa)既能濃(nong)縮(suo)(suo)金屬鈾，也能濃(nong)縮(suo)(suo)金屬钚。可見(jian)，分(fen)子(zi)激光(guang)法(fa)比原子(zi)激光(guang)法(fa)在防(fang)核(he)擴散方面(mian)會有利一些(xie)。

（2）氣體動力學法

該技術將(jiang)UF6氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)與(yu)氫(qing)或氦的(de)混合(he)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)經(jing)(jing)過壓(ya)縮高速通(tong)過一個噴嘴(zui)，然后(hou)穿過一個特(te)定的(de)曲面(mian)，這樣(yang)便可(ke)獲(huo)得(de)從鈾的(de)混合(he)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)中分離(li)(li)235U同位(wei)素的(de)離(li)(li)心(xin)力。氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)動力學(xue)分離(li)(li)法(fa)為實現濃(nong)(nong)縮純度所(suo)需(xu)的(de)級聯(lian)比氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)擴(kuo)散法(fa)少，但它需(xu)大量的(de)電(dian)能。UF6與(yu)氫(qing)的(de)混合(he)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)在離(li)(li)心(xin)機中的(de)渦流(liu)(liu)板上高速離(li)(li)心(xin)旋轉后(hou)，UF6氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)濃(nong)(nong)縮流(liu)(liu)和(he)UF6氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)貧化流(liu)(liu)分別由兩條管道流(liu)(liu)出；處理收(shou)集的(de)已(yi)經(jing)(jing)多次分離(li)(li)的(de)UF6氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)濃(nong)(nong)縮流(liu)(liu)，最后(hou)可(ke)得(de)到濃(nong)(nong)縮鈾。

（3）電磁分離法

鈾(you)同(tong)位素電(dian)磁(ci)分(fen)離(li)濃縮技術，基于電(dian)離(li)的(de)原子(zi)(zi)(zi)在磁(ci)場(chang)作圓周運動(dong)時(shi)，質量不同(tong)的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)因旋轉半徑不同(tong)而(er)被分(fen)離(li)。它是使鈾(you)同(tong)位素原子(zi)(zi)(zi)離(li)子(zi)(zi)(zi)同(tong)時(shi)穿過電(dian)磁(ci)體的(de)磁(ci)場(chang)，由于235U圓周運動(dong)半徑與235U不同(tong)而(er)被分(fen)離(li)。這是20世(shi)(shi)紀40年代初使用的(de)技術，伊拉克20世(shi)(shi)紀80年代的(de)實驗研(yan)究表(biao)明(ming)，該技術與當代電(dian)子(zi)(zi)(zi)學結合能(neng)生(sheng)產武器級鈾(you)材料。

（4）離子交換法

鈾(you)的(de)(de)(de)幾種(zhong)同(tong)位素(su)(su)在質(zhi)量上的(de)(de)(de)微小差異，能引起化(hua)學(xue)反應平(ping)衡(heng)的(de)(de)(de)小的(de)(de)(de)變化(hua)，這可用(yong)來作(zuo)同(tong)位素(su)(su)分離的(de)(de)(de)基(ji)礎。該方(fang)法(fa)有兩種(zhong)工藝過(guo)程(cheng)：液—液化(hua)學(xue)交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)過(guo)程(cheng)和固—液離子交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)過(guo)程(cheng)，后者須用(yong)直徑大(da)于(yu)1米(mi)離子交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)柱，這是一(yi)耐腐(fu)蝕、耐高壓的(de)(de)(de)圓筒狀柱。1964年(nian)10月(yue)，我(wo)(wo)國(guo)爆炸的(de)(de)(de)第一(yi)顆原(yuan)子彈就(jiu)是用(yong)此法(fa)濃縮的(de)(de)(de)235U制(zhi)造(zao)而成(cheng)的(de)(de)(de)。當時，以放射(she)(she)化(hua)學(xue)家楊承宗（1951年(nian)6月(yue)，他(ta)獲得巴黎大(da)學(xue)理(li)學(xue)院博(bo)(bo)士學(xue)位，其答辯通過(guo)的(de)(de)(de)博(bo)(bo)士論(lun)文(wen)就(jiu)是《離子交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)法(fa)分離放射(she)(she)性元素(su)(su)的(de)(de)(de)研究》）為(wei)首的(de)(de)(de)我(wo)(wo)國(guo)科研人員(yuan)，在通州“五所(suo)”（鈾(you)濃縮研究所(suo)）利用(yong)離子交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)法(fa)純化(hua)處理(li)了(le)上百噸各(ge)種(zhong)土法(fa)冶(ye)煉生產的(de)(de)(de)重鈾(you)酸銨。經過(guo)兩年(nian)多的(de)(de)(de)奮戰，他(ta)們生產出了(le)2.5噸符合原(yuan)子彈原(yuan)料要(yao)求的(de)(de)(de)純鈾(you)化(hua)合物(wu)，提前3個月(yue)為(wei)我(wo)(wo)國(guo)成(cheng)功試爆原(yuan)子彈提供了(le)核心物(wu)質(zhi)。

鈾的用途

1942年前鈾(you)主要用作玻璃和陶(tao)瓷的著色劑，用量(liang)很少(shao)。隨著235U鏈式核裂(lie)變(bian)反應(ying)的被發(fa)現(xian)，核裂(lie)變(bian)釋放(fang)的巨(ju)大能(neng)量(liang) （1kg235U釋放(fang)的裂(lie)變(bian)能(neng)相當于(yu)1800tTNT炸藥(yao)）引起人們的注意，首先用于(yu)制(zhi)造原子彈、氫彈。

鈾核反應堆

從50年代后期開始(shi)，鈾被越(yue)來越(yue)多地(di)用(yong)作核發電(dian)的核燃料。1kg235U核完全裂變(bian)所釋(shi)放的能量(liang)相當于燃燒2700t優質煤所放出(chu)的能量(liang)。

此外，鈾(you)核反應堆(dui)也可(ke)用(yong)(yong)作輻照源，用(yong)(yong)于(yu)(yu)農(nong)業(ye)(ye)輻照育種、食(shi)(shi)品工業(ye)(ye)食(shi)(shi)品保鮮和滅菌(jun)，也可(ke)用(yong)(yong)于(yu)(yu)生產人造元素(su)。在(zai)醫藥方面用(yong)(yong)于(yu)(yu)放(fang)射(she)治療、放(fang)射(she)免疫(yi)藥盒(he)、造影診(zhen)斷等，在(zai)工業(ye)(ye)和地(di)質等方面用(yong)(yong)于(yu)(yu)工業(ye)(ye)探傷、自動控制、地(di)質勘探和文物考古(gu)等。

科學研究及工(gong)業(ye)實踐證明，鈾(you)(you)是惟(wei)一的(de)一次天然核(he)燃料，核(he)能(neng)工(gong)業(ye)必須依靠鈾(you)(you)。由(you)于(yu)(yu)核(he)能(neng)工(gong)業(ye)具有和(he)平和(he)軍事應(ying)用兩(liang)種目的(de)，因此鈾(you)(you)便(bian)成為一種特殊(shu)商(shang)品金屬，其生產(chan)受到(dao)政治、社會和(he)經濟多種因素的(de)影響。20世(shi)紀(ji)40～50年(nian)代，鈾(you)(you)主要(yao)用于(yu)(yu)核(he)武器(qi)，50年(nian)代以(yi)后主要(yao)用于(yu)(yu)核(he)發電。世(shi)界鈾(you)(you)的(de)產(chan)量(liang)(liang)長期(qi)供(gong)過于(yu)(yu)需，有大量(liang)(liang)庫存(cun)。國際市場(chang)每公斤U3O8的(de)價格(ge)從1978年(nian)初的(de)97美元降至(zhi)1990年(nian)的(de)19.84美元。西方國家(jia)鈾(you)(you)年(nian)產(chan)量(liang)(liang)亦(yi)由(you)1980年(nian)的(de)43960t降至(zhi)1985年(nian)的(de)35278t。但在這(zhe)段時期(qi)內，核(he)電站(zhan)發展(zhan)迅速，1980年(nian)裝機總(zong)容(rong)量(liang)(liang)為1.35億(yi)kW，1989年(nian)增至(zhi)3.18億(yi)kW。1985年(nian)鈾(you)(you)的(de)年(nian)產(chan)量(liang)(liang)低(di)于(yu)(yu)核(he)發電的(de)需要(yao)量(liang)(liang)。

原子彈

把常(chang)規(gui)炸(zha)(zha)(zha)(zha)藥(yao)有規(gui)律(lv)地(di)安放(fang)在(zai)鈾(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)周圍，然后使用(yong)電子雷(lei)管(guan)使這(zhe)(zhe)些炸(zha)(zha)(zha)(zha)藥(yao)精確的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)同時爆炸(zha)(zha)(zha)(zha)，產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)巨大(da)(da)壓力將鈾(you)壓到一(yi)起，并被壓縮，達(da)到臨(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)條件，發生爆炸(zha)(zha)(zha)(zha)。或者將兩塊(kuai)(kuai)總(zong)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)超過臨(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈾(you)塊(kuai)(kuai)合(he)到一(yi)起，也會(hui)發生猛烈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)爆炸(zha)(zha)(zha)(zha)。臨(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)是(shi)指(zhi)維持核(he)(he)子連鎖(suo)反(fan)應(ying)所需(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂變材(cai)料(liao)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)。不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)裂變材(cai)料(liao)，受核(he)(he)子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)性質(zhi)(zhi)（如裂變橫切面(mian)）、物理性質(zhi)(zhi)、物料(liao)形狀、純度、是(shi)否(fou)被中(zhong)子反(fan)射物料(liao)包圍、是(shi)否(fou)有中(zhong)子吸收物料(liao)等(deng)等(deng)因(yin)素影響，而會(hui)有不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)臨(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)。剛好可(ke)能(neng)以(yi)(yi)產生連鎖(suo)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)合(he)，稱為(wei)(wei)已達(da)臨(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)點。比(bi)這(zhe)(zhe)樣更(geng)多質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)合(he)，核(he)(he)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)速率會(hui)以(yi)(yi)指(zhi)數增長，稱為(wei)(wei)超臨(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)。如果(guo)組(zu)(zu)合(he)能(neng)夠(gou)在(zai)沒有延遲放(fang)出中(zhong)子之下進行連鎖(suo)反(fan)應(ying)，這(zhe)(zhe)種臨(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)被稱為(wei)(wei)即發臨(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)，是(shi)超臨(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種。即發臨(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)組(zu)(zu)合(he)會(hui)產生核(he)(he)爆炸(zha)(zha)(zha)(zha)。如果(guo)組(zu)(zu)合(he)比(bi)臨(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)點小(xiao)，裂變會(hui)隨時間減少，稱之為(wei)(wei)次臨(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)。核(he)(he)子武器在(zai)引(yin)爆以(yi)(yi)前必須維持在(zai)次臨(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)。以(yi)(yi)鈾(you)核(he)(he)彈(dan)為(wei)(wei)例，可(ke)以(yi)(yi)把鈾(you)分成(cheng)數大(da)(da)塊(kuai)(kuai)，每塊(kuai)(kuai)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)維持在(zai)臨(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)界(jie)(jie)以(yi)(yi)下。引(yin)爆時把鈾(you)塊(kuai)(kuai)迅速結合(he)。投擲在(zai)廣島的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)“小(xiao)男孩”原子彈(dan)是(shi)把一(yi)小(xiao)塊(kuai)(kuai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈾(you)透過槍管(guan)射向另一(yi)大(da)(da)塊(kuai)(kuai)鈾(you)上，造(zao)成(cheng)足(zu)夠(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)。這(zhe)(zhe)種設(she)計稱為(wei)(wei)“槍式”。

銷售信息

2023年(nian)11月21日，由于對核能的需求復蘇和供應中斷，鈾的價格15年(nian)來首次(ci)突(tu)破80美元(yuan)/磅。紐商所追(zhui)蹤實物(wu)市場鈾原料黃餅（yellowcake）合約的期(qi)貨當天觸及80.25美元(yuan)/磅。