鈾是什么 鈾有什么用途

鈾(Uranium)是原子序數(shù)為92的元素，其元素符號是U，是自然界中能夠找到的最重原生元素。在自然界中存在三種同位素，均帶有放射性，擁有非常長的半衰期（數(shù)十萬年~45億年）。

鈾是什么

鈾(Uranium)是原子序數(shù)為92的元素，其元素符號是U，是自然界中能夠找到的最重原生元素。鈾在1789年由馬丁·海因里希·克拉普羅特（Martin Heinrich Klaproth）發(fā)現(xiàn)。鈾化合物早期用于瓷器的著色，在核裂變現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)后用作為核燃料。

自然產(chǎn)生的最重的金屬。呈銀白色，具有硬度強(qiáng)、密度高、可延展、有放射性等特征。一般在鈾與氧、氧化物或硅酸鹽的結(jié)合中發(fā)現(xiàn)鈾。鈾原子能發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放大量能量從而可以應(yīng)用于發(fā)電，核武器制造等領(lǐng)域。第二次世界大戰(zhàn)中盟軍的核武器計劃引發(fā)對鈾的需求，鈾的生產(chǎn)應(yīng)運(yùn)而生。到20世紀(jì)70年代，鈾的生產(chǎn)工業(yè)已穩(wěn)固地建立起來。

鈾有什么用途

鈾核反應(yīng)堆

從50年代后期開始，鈾被越來越多地用作核發(fā)電的核燃料。1kg235U核完全裂變所釋放的能量相當(dāng)于燃燒2700t優(yōu)質(zhì)煤所放出的能量。

此外，鈾核反應(yīng)堆也可用作輻照源，用于農(nóng)業(yè)輻照育種、食品工業(yè)食品保鮮和滅菌，也可用于生產(chǎn)人造元素。在醫(yī)藥方面用于放射治療、放射免疫藥盒、造影診斷等，在工業(yè)和地質(zhì)等方面用于工業(yè)探傷、自動控制、地質(zhì)勘探和文物考古等。

科學(xué)研究及工業(yè)實踐證明，鈾是惟一的一次天然核燃料，核能工業(yè)必須依靠鈾。由于核能工業(yè)具有和平和軍事應(yīng)用兩種目的，因此鈾便成為一種特殊商品金屬，其生產(chǎn)受到政治、社會和經(jīng)濟(jì)多種因素的影響。20世紀(jì)40～50年代，鈾主要用于核武器，50年代以后主要用于核發(fā)電。

世界鈾的產(chǎn)量長期供過于需，有大量庫存。國際市場每公斤U3O8的價格從1978年初的97美元降至1990年的19.84美元。西方國家鈾年產(chǎn)量亦由1980年的43960t降至1985年的35278t。但在這段時期內(nèi)，核電站發(fā)展迅速，1980年裝機(jī)總?cè)萘繛?.35億kW，1989年增至3.18億kW。1985年鈾的年產(chǎn)量低于核發(fā)電的需要量。

原子彈

把常規(guī)炸藥有規(guī)律地安放在鈾的周圍，然后使用電子雷管使這些炸藥精確的同時爆炸，產(chǎn)生的巨大壓力將鈾壓到一起，并被壓縮，達(dá)到臨界條件，發(fā)生爆炸。或者將兩塊總質(zhì)量超過臨界質(zhì)量的鈾塊合到一起，也會發(fā)生猛烈的爆炸。臨界質(zhì)量是指維持核子連鎖反應(yīng)所需的裂變材料質(zhì)量。

不同的可裂變材料，受核子的性質(zhì)（如裂變橫切面）、物理性質(zhì)、物料形狀、純度、是否被中子反射物料包圍、是否有中子吸收物料等等因素影響，而會有不同的臨界質(zhì)量。剛好可能以產(chǎn)生連鎖反應(yīng)的組合，稱為已達(dá)臨界點(diǎn)。比這樣更多質(zhì)量的組合，核反應(yīng)的速率會以指數(shù)增長，稱為超臨界。

如果組合能夠在沒有延遲放出中子之下進(jìn)行連鎖反應(yīng)，這種臨界被稱為即發(fā)臨界，是超臨界的一種。即發(fā)臨界組合會產(chǎn)生核爆炸。如果組合比臨界點(diǎn)小，裂變會隨時間減少，稱之為次臨界。核子武器在引爆以前必須維持在次臨界。以鈾核彈為例，可以把鈾分成數(shù)大塊，每塊質(zhì)量維持在臨界以下。引爆時把鈾塊迅速結(jié)合。投擲在廣島的“小男孩”原子彈是把一小塊的鈾透過槍管射向另一大塊鈾上，造成足夠的質(zhì)量。這種設(shè)計稱為“槍式”。