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92 铀

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Uranium相对原子质量238.0

来源于希腊神话中的天神天王星(Uranus),后改用拉丁语。

原子弹和原子发电

铀是银白色金属,也是在地球上大量存在的元素中原子序号最高的。

其中,自然中最多的铀238(99.274%),半衰期是44.68亿年。

贝克勒尔无意间把遮光的感光底片和铀矿放在一起,看到了清晰的影像,因此发现了射线。

居里夫妇成功从铀矿中提取了镭和钋,并且证明了可以自然发生放射性衰变(放出射线,并变成原子序号更小的元素)。

玛丽·居里把像铀这样能释放射线的性质、能力称为“核能”

用中子轰击铀235的原子核可以得到两个新原子核,这叫作核裂变。

铀的核素之中铀235最容易发生核裂变,因此被用于制造原子弹(含有90%以上的铀235)和原子能发电的核燃料(含3%—5%)。

天然铀之中,只有0.7%的铀235,剩下的99.3%都是不易发生裂变的铀238。

因此,制作浓缩的铀235是十分必要的。

浓缩铀是根据铀235和铀238质量的细小差别通过远心分离完成的。

铀235发生裂变时,会有2—3个中子飞出,同时释放大量能量。

一个铀235裂变后,释放出来的中子会击中附近的铀235,引发连锁反应。

这样的连锁反应就叫作核裂变连锁反应。

因此,在反应时会释放出巨大的能量。

而这个能量就是原子弹的能量和核电站的能量。

◆铀235的核裂变连锁反应

原子弹使用的是铀235或者钚239。

广岛原子弹是铀型原子弹,使用的是浓缩铀235(超过90%)超高纯度的核燃料。

原子弹爆炸,需要将铀或者钚集中到一起,使得能量达到核爆炸连锁反应的临界值,因此需要超高的技术。

核电站的核燃料和原子弹一样,也是铀235。

核电站与原子弹不同,是持续地、缓慢地进行裂变,因此和原子弹使用的浓缩度也不同,只需要将铀235浓缩到3%。

核燃料以燃料棒(燃料烧制的固体)的形式装在覆层之中。

燃料棒中发生的核裂变放出的热量,使得水变成高温高压的水蒸气,而水蒸气会进入涡轮中,形成涡轮发电机进行发电。

在原子弹爆炸和制造核燃料的浓缩铀时会产生一些老化铀。

老化的铀是制造核燃料时剩下的残渣。

虽然是残渣,老化铀也具有天然铀60%的放射性,作为重金属的铀也带有毒性。

用老化铀制作的炮弹就是老化铀弹。

铀的密度极高,如果用于炮弹,可以摧毁装甲车,使其变成粉末,铀在着火时变成氧化铀,弥漫到空气中。

美军等在海湾战争和科索沃战争使用了老化铀弹(也称为贫铀弹),使得当地居民和复员士兵吸入了很多氧化铀,影响了健康。

日本自卫队用的不是老化铀弹,而是硬度更高的钨弹。

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