铀是什么东西提炼的（浓缩铀从哪里来的）

世界上最危险的物质——铀，究竟为何被战争所青睐？

浓缩铀简介

铀材料里235U的含量高于 0.7%即浓缩铀。铀是重要的核燃料和原子弹核心材料，现在使用的铀材料都需提炼、浓缩，使之达到一定的纯度。

比如，制造一颗原子弹至少需 20-50 千克的高浓缩铀（也可用钚造原子弹），其浓缩纯度应达到 90%以上。

铀矿石里235U的含量很低，

绝大部分是238U，铀矿石不能像煤块那样直接做燃料，它类似于大部分是泥沙的煤饼，没法燃烧。

铀元素同位素的丰度（一元素的同位素混合物里，某同位素的原子数和总的原子数之比） 可通过工艺处理使之增大，以获得该元素浓缩的某种同位素。

如235U，235U与238U物理性质稍有不同，主要是相对质量不同，这导致它们形成的化合物微粒质量会有点差异。

利用铀天然同位素原子量不同进行分离，可使铀材料中235U对238U的比值较天然铀高，从而获得裂变材料——浓缩铀。

“浓缩”主指提高某元素特定同位素丰度的同位素分离过程，如由天然铀生产浓缩铀或由普通水生产重水等。

浓缩铀同位素目的即提高235U相对于238U等的相对丰度（浓度），使天然235U的相对含量高于0.7%的铀，即浓缩铀，铀燃料中235U的含量达到3%以上才有可能持续“燃烧”。

浓缩铀有：3%、3.5%、20%浓缩铀等品种。

许多核反应堆和核武器中所用的铀，必须对其浓缩，即须提高易核裂变的235U浓度，然后将其制成燃料。

大多核电厂核反应堆用的铀燃料235U浓度约在3%左右、不超过5%。

核武器里的铀材料235U浓度需在90%以上；核舰船所用的铀燃料为20%或更低浓度的铀。

国际原子能机构界定：235U丰度为3%的铀材料属核电站用低浓缩铀（工业级核燃料），常是铀盐或氧化铀。

丰度大于80%的铀材料为高浓缩铀，丰度大于90%的则是武器级（军用）高浓缩铀，主要用于制造核武器。

另一种划分是：高浓缩铀（丰度在 20%以上），低浓缩铀（2%- 20%，商用浓缩铀）、微浓缩铀（0.9%- 2%）和武器级浓缩铀（90%以上）。

铀浓缩浓度达到20%是一节点与难关，由此再提高铀浓缩度则是一相对容易实现的过程。获得铀材料需经过一系列复杂的工艺，要经过探矿、开矿、选矿、浸矿、炼矿、精炼等流程，分离、浓缩是主要和较难的流程，科技含量高。

铀矿石经碾磨、分选后得到的较纯净铀矿产品，即铀精矿，又叫“黄饼”，主成分是八氧化三铀和重铀酸钠、重铀酸铵，它是核燃料生产过程中的一种中间产品。

通常，获得1千克武器级235U需要200多吨较高品位的铀矿石。

不论是和平利用核能，还是制造核能武器，浓缩铀都是必需的。

至2006年11月，世界上运行或在建的470座商业核电反应堆大多是以浓缩铀为燃料。

到2010年，全球至少已有1600吨高浓缩铀（还有500 吨钚），我国是世界上第四个（美、英、苏后） 独立掌握浓缩铀生产技术的国家。

20世纪60年代前期，我国先后建立了衡阳铀水冶厂和兰州气体扩散厂，获得了浓缩铀（1958年5月，兰州始建我国首座铀浓缩生产企业。

它先后为我国的第一颗原子弹、第一颗氢弹、第一艘核潜艇和第一座核电站，提供了优质核燃料）。

2011年，哈佛大学肯尼迪学院下属贝尔福尔中心的研究报告说，中国拥有军用级铀16吨、钚1.8吨。

铀浓缩技术

因涉及核武器问题，铀浓缩技术一直是国际社会严禁扩散的敏感技术，

国际原子能机构与联合国希望能控制各国铀浓缩活动。

中国台湾曾有核计划。1985年起，罗马尼亚秘密的从事武器级浓缩铀提炼工作；1991年，罗马尼亚政府同样将其核设备、核研究置于国际原子能机构监管之下。

2003年，美国、俄罗斯将其十几千克、浓度达 80%的浓缩铀运到俄罗斯予以处理。

利比亚违反国际承诺，秘密获得铀浓缩技术以发展核武器，2003年“伊拉克战争”后，该国向西方妥协将有关设备、图纸交给了美国、英国。

除几个核大国外，日本、德国、印度、以色列、巴基斯坦、阿根廷、朝鲜、伊朗等国都掌握了铀浓缩技术。

铀的用途

1942年前铀主要用作玻璃和陶瓷的着色剂，用量很少。

随着235U链式核裂变反应的被发现，核裂变释放的巨大能量 （1kg235U释放的裂变能相当于1800tTNT炸药）引起人们的注意，首先用于制造原子弹、氢弹。

从50年代后期开始，铀被越来越多地用作核发电的核燃料。1kg235U核完全裂变所释放的能量相当于燃烧2700t优质煤所放出的能量。

此外，铀核反应堆也可用作辐照源，用于农业辐照育种、食品工业食品保鲜和灭菌，也可用于生产人造元素。

在医药方面用于放射治疗、放射免疫药盒、造影诊断等，在工业和地质等方面用于工业探伤、自动控制、地质勘探和文物考古等。

科学研究及工业实践证明，铀是惟一的一次天然核燃料，核能工业必须依靠铀。

由于核能工业具有和平和军事应用两种目的，因此铀便成为一种特殊商品金属，其生产受到政治、社会和经济多种因素的影响。

20世纪40～50年代，铀主要用于核武器，50年代以后主要用于核发电。世界铀的产量长期供过于需，有大量库存。

国际市场每公斤U3O8的价格从1978年初的97美元降至1990年的19.84美元。

西方国家铀年产量亦由1980年的43960t降至1985年的35278t。

但在这段时期内，核电站发展迅速，1980年装机总容量为1.35亿kW，1989年增至3.18亿kW。1985年铀的年产量低于核发电的需要量。

把常规炸药有规律地安放在铀的周围，然后使用电子雷管使这些炸药精确的同时爆炸，产生的巨大压力将铀压到一起，并被压缩，达到临界条件，发生爆炸。

或者将两块总质量超过临界质量的铀块合到一起，也会发生猛烈的爆炸。

临界质量是指维持核子连锁反应所需的裂变材料质量。

不同的可裂变材料，受核子的性质（如裂变横切面）、物理性质、物料形状、纯度、是否被中子反射物料包围、是否有中子吸收物料等等因素影响，而会有不同的临界质量。

刚好可能以产生连锁反应的组合，称为已达临界点。

比这样更多质量的组合，核反应的速率会以指数增长，称为超临界。

如果组合能够在没有延迟放出中子之下进行连锁反应，这种临界被称为即发临界，是超临界的一种。即发临界组合会产生核爆炸。如果组合比临界点小，裂变会随时间减少，称之为次临界。

核子武器在引爆以前必须维持在次临界。以铀核弹为例，可以把铀分成数大块，每块质量维持在临界以下。

引爆时把铀块迅速结合。投掷在广岛的“小男孩”原子弹是把一小块的铀透过枪管射向另一大块铀上，造成足够的质量。这种设计称为“枪式”。