濃縮鈾豐度是什么?
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說到濃縮鈾豐度,很多人肯定都是一臉懵逼,不知道是什么,那么下面小編就來說說濃縮鈾豐度是什么。
簡(jiǎn)要答案
鈾是存在于自然界中的一種稀有化學(xué)元素,具有放射性。根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的定義,豐度為3%的鈾235為核電站發(fā)電用低濃縮鈾,鈾235豐度大于80%的鈾為高濃縮鈾,其中豐度大于90%的稱為武器級(jí)高濃縮鈾,主要用于制造核武器。
詳細(xì)內(nèi)容
鈾是存在于自然界中的一種稀有化學(xué)元素,在天然礦石中鈾的三種同位素共生,其中鈾235的含量非常低,只有約0.7%。為滿足核武器和核動(dòng)力的需求,一些國(guó)家建造了鈾濃縮廠,以天然鈾礦作原料,運(yùn)用同位素分離法(擴(kuò)散法、離心法和激光法等)使天然鈾的三種同位素分離,以提高鈾235的豐度,提煉濃縮鈾。
根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的定義,豐度為3%的鈾235為核電站發(fā)電用低濃縮鈾,鈾235豐度大于80%的鈾為高濃縮鈾,其中豐度大于90%的稱為武器級(jí)高濃縮鈾,主要用于制造核武器。獲得鈾是非常復(fù)雜的系列工藝,要經(jīng)過探礦、開礦、選礦、浸礦、煉礦、精煉等流程,而濃縮分離是其中最后的流程,需要很高的科技水平。獲得1公斤武器級(jí)鈾235需要200噸鈾礦石。 由于涉及核武器問題,鈾濃縮技術(shù)是國(guó)際社會(huì)嚴(yán)禁擴(kuò)散的敏感技術(shù)。除了幾個(gè)核大國(guó)之外,日本、德國(guó)、印度、巴基斯坦、阿根廷等國(guó)家都掌握了鈾濃縮技術(shù)。提煉濃縮鈾通常采用氣體離心法,氣體離心分離機(jī)是其中的關(guān)鍵設(shè)備,因此美國(guó)等國(guó)家通常把擁有該設(shè)備作為判斷一個(gè)國(guó)家是否進(jìn)行核武器研究的標(biāo)準(zhǔn)。
現(xiàn)時(shí)的核電站使用的是鈾核燃料。鈾有12種同位素(鈾-226~鈾-240)。其中的鈾-234不會(huì)發(fā)生核裂變,鈾-238在通常情況下也不會(huì)發(fā)生核裂變,而鈾-235這種同位素原子能夠輕易發(fā)生核裂變,或者說,做核燃料的實(shí)際上是鈾-235。但是,從礦山里開采出來的鈾里面,鈾-235的含量卻又是很低,僅占0.64%,絕大部分是鈾-238,它占了99.2%。這就相當(dāng)于我們的煤餅廠或煉油廠,生產(chǎn)出的煤餅里大部分是泥沙,當(dāng)然也就沒法燃燒。根據(jù)研究結(jié)果,在鈾核燃料中鈾-235的含量要達(dá)到3%以上才能燃燒。因此,開采出來的鈾,并不同于開采出來的煤塊直接可以用做燃料,它需要經(jīng)過提純、濃縮的手續(xù),把鈾-235的含量比例提高之后,方能用做燃料。