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    為什么要濃縮天然鈾?

    2017/12/18 14:39:21

    鈾在天然含鈾礦中主要有三種同位素,,其中主要是鈾-238,,占99.27%(原子百分比,下同),。但真正易于發(fā)生核裂變的是鈾-235,,在自然界中,鈾-235在天然鈾中的總含量僅占0.7%,。還有鈾-234,,含量更少只占0.0057%。

      入射的中子轟擊天然鈾中的鈾-235后產(chǎn)生的中子被周圍的物質(zhì)吸收或泄漏后,,系統(tǒng)中被U-238吸收的可能性極小,,且不會釋放出新的中子。因為U-235含量少,,而U-235裂變中子又擊中U-235產(chǎn)生裂變的概率就非常小,,因此不能引起新一代裂變,鏈式反應就無法維持,。因此,,天然鈾直接用來做核燃料鈾-235濃度太低,所以人們要將天然鈾中的鈾-235進行濃縮,,以達到核能利用的標準,。

      輕水堆核電站所需要的鈾-235豐度大約在3%~5%,核武器所需要的鈾-235豐度要達到90%以上,。豐度這個概念是指某一同位素在這個元素的比例,。鈾-235的豐度為3%就是指每100個鈾原子核中有3個原子核是鈾-235。按照鈾濃度的不同,,國際原子能機構將鈾分為微濃縮(0.9%~2%),、低濃縮鈾(2%~20%)和高濃縮鈾(20%以上)。在高濃縮鈾中,,鈾-235豐度超過85%的被稱為武器級濃縮鈾,,可以直接用于制造核武器。   

      重水堆是可以直接用天然鈾作為燃料的,。重水像輕水一樣能將快中子慢化成能以高概率與鈾-235發(fā)生裂變的熱中子,,并且慢化效果更好,同時對中子的吸收比輕水少很多,,所以中子的“經(jīng)濟性”更好,,有比輕水堆更多的中子與鈾-235發(fā)生裂變,,從而可以使用低濃度鈾-235的天然鈾作為燃料。來源:國家能源局

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