Question

金属铀的浓缩铀

Answer 1

丰度为3%~10%的铀235为核电站发电用低浓缩铀 ，铀235丰度大于80%的铀为高浓缩铀，其中丰度大于90%的称为武器级高浓缩铀，主要用于制造核武器。获得铀是非常复杂的系列工艺，要经过探矿、开矿、选矿、浸矿、炼矿、精炼等流程，而浓缩分离是其中最后的流程，需要很高的科技水平。获得1公斤武器级铀235需要200吨铀矿石。 由于涉及核武器问题，铀浓缩技术是国际社会严禁扩散的敏感技术。目前除了几个核大国（如美国、中国）之外，日本、德国、印度、巴基斯坦、阿根廷等国家都掌握了铀浓缩技术。提炼浓缩铀通常采用气体离心法，气体离心分离机是其中的关键设备，因此美国等国家通常把拥有该设备作为判断一个国家是否进行核武器研究的标准。
现时的核电站使用的是铀核燃料。铀有三种同位素，即铀234、铀235和铀238。其中的铀234不会发生核裂变，铀－238在通常情况下也不会发生核裂变，而铀235这种同位素原子能够轻易发生核裂变，或者说，做核燃料的实际上是铀235。但是，从矿山里开采出来的铀（天然铀）里面，铀235的含量却又是很低，仅占0.66%，绝大部分是铀238，它占了99.2%。这就相当于我们的煤饼厂或炼油厂，生产出的煤饼里大部分是泥沙，当然也就没法燃烧。根据研究结果，在铀核燃料中铀235的含量要达到3%以上才能燃烧。因此，开采出来的铀，并不同于开采出来的煤块直接可以用做燃料，它需要经过提纯、浓缩的手续，把铀235的含量比例提高之后，方能用做燃料。