鈾235

鈾235

化學元素
鈾(Uranium)是原子序數為92的元素,其元素符号是U,是自然界中能夠找到的最重元素。在自然界中有三種同位素存在,均帶有放射性,擁有非常長的半衰期(46.5億萬年),地球上存量最多的是鈾-238(占99.284%),再來是可用作核能發電的燃料的鈾-235(占0.711%),占天然鈾最少的是鈾-234(占0.0054%),鈾擁有12種人工同位素(鈾-226~鈾-240)。鈾在1789年由Martin Heinrich Klaproth發現,起初用于瓷器的着色。現國際上通用的鈾濃縮方法有離心法、氣體擴散法和激光法,而氣體離心分離機則是提煉濃縮鈾通常采用的氣體離心法的關鍵設備。[1]
    中文名:鈾235 外文名: 别名: 英文名:Uranium) 原子序數:92 元素符号:U

前言

人們知道,鈾-235是制造核武器的主要材料之一。但在天然礦石中鈾的3種同位素共生,其中鈾-235的含量非常低,隻有約0.7%。隻有把其他同位素分離出去,不斷提高鈾235的濃度,它才能用于制造核武器。這一加工過程稱為鈾濃縮。

國際定義

根據國際原子能機構的定義,豐度為3%的鈾-235為核電站發電用低濃縮鈾,濃度大于80%的鈾為高濃縮鈾,其中豐度大于90%的稱為武器級高濃縮鈾,主要用于制造核武器。獲得1公斤武器級鈾-235需要200噸鈾礦石。

鈾濃縮方法

國際上通用的鈾濃縮方法有離心法、氣體擴散法和激光法,而氣體離心分離機則是提煉濃縮鈾通常采用的氣體離心法的關鍵設備。它是一個龐大的系統,通過每分鐘2萬轉以上的高速離心機,其他同位素可從天然鈾礦石中分離出去,剩餘的鈾235的濃度可達到95%以上。美國當年在日本廣島投放的原子彈是通過勞倫斯法分離制成的。

禁止離心機的制造在限制核武器中起着決定性作用。由于低純度鈾-235不能制成武器,因此國際社會對其的交易并沒有嚴格的限制,但有了離心機之後,就能将低純度鈾-235轉變成武器級濃縮鈾。

如果将獲得濃縮鈾比作“煉金術”的話,那麼低純度鈾235就是些普通金礦石,而離心機則成為點石成金的“魔棒”,能夠用它獲得濃縮鈾,進而從事核武器的研發。離心機是如此重要,以至于一些國家将是否擁有離心機作為判斷是否進行核武器研究的标準。因此不難理解,伊朗核問題各方為何圍繞離心機的制造再度出現争執。

原子彈

鈾-235是原子彈的主要裝藥。要獲得高加濃度的鈾-235并不是一件輕而易舉的事,這是因為,天然鈾-235的含量很小,大約140個鈾原子中隻含有1個鈾-235原子,而其餘139個都是鈾-238原子;尤其是鈾-235和鈾-238是同一種元素的同位素,它們的化學性質幾乎沒有差别,而且它們之間的相對質量差也很小。因此,用普通的化學方法無法将它們分離;采用分離氫元素同位素的方法也無濟于事。

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