国际通用的铀浓缩方法有离心法、气体扩散法和激光法,气体离心机是提炼浓缩铀常用的气体离心法的核心设备。通过每分钟2万转以上的高速离心机,其他同位素可以从天然铀矿石中分离出来,其余铀-235的浓度可以达到95%以上,是一个巨大的系统。
气体扩散法。它利用不同质量的气体穿过一些多孔膜时的透过系数不一样,从而把同位素分离。哥伦比亚大学的邓宁估计,如果让天然铀的氟化物气体通过5000层膜,氟化铀中的铀-235含量可以达到原子弹材料的要求。(4)电磁分离法。它利用不同质量的带电粒子在磁场中的偏转不同,从而把铀同位素分离。
铀235是原子弹的主要装药。要获得高加浓度的铀235并不是一件轻而易举的事,这是因为,天然铀235的含量很小,大约140个铀原子中只含有1个铀235原子,而其余139个都是铀238原子;尤其是铀235和铀238是同一种元素的同位素,它们的化学性质几乎没有差别,而且它们之间的相对质量差也很小。
铀(固体)密度105克/立方厘米。铀其他物理性质:熔点1135℃,沸点3745℃,电阻率30.8X10-8nm,抗拉强度450MPa,屈服强度207MPa,弹性模数172GPa。铀是放射性金属元素,可作为核反应的燃料。铀是银白色金属,几乎与钢一样硬,密度高(相对密度约195),熔点1135℃,沸点4134℃。
一立方厘米铀235重19克。经过计算,铀的密度是是19克每立方厘米。铀235是铀元素里中子数为143的放射性同位素,是自然界唯一能够发生可控裂变的同位素,主要用做核反应中的核燃料,也是制造核武器的主要原料之一。
铀238,是铀元素的一种核素,化学符号为238U。在贫铀中每一千个铀原子当中只有七个是铀235,其余的都是铀238。贫铀的密度高达11g/cm,与钨相近。铀238可用于飞行器和军事领域,铀238同位素的半衰期为468 × 10年,可用于宇宙年龄的测定。
在常见的自然铀中,铀238同位素密度为195克/立方厘米,铀235同位素密度为105克/立方厘米,而铀234同位素密度为11克/立方厘米。因此,5吨自然铀所占的体积大小在4立方米左右。但需要指出的是,铀在不同的化合物中,也可能具有不同的密度和物理形态,因此具体的计算还需要考虑更多的因素。
铀 密度:195g/cm3,是水的密度大约19倍重。
铀为放射性金属元素,可作为核反应的燃料。铀为银白色金属,几乎与钢一样硬,密度高(相对密度约195),熔点1135℃,沸点4134℃。在核能量发展之前,它被用作制造黄色玻璃。铀为自然界存在的原子序数最高的元素。1841年E.佩利(1811-1890)离析出金属铀,虽然在此之前铀已在沥青铀矿中被认知。
铀是放射性金属元素,可作为核反应的燃料。它是一种银白色金属,几乎与钢一样硬,密度较高(相对密度约195),熔点为1135℃,沸点为4134℃。在核能发展之前,铀被用于制造黄色玻璃。铀是自然界中存在的原子序数最高的元素。
核武器使用铀作为原料的原因有以下几点: 铀是一种稀有金属,在核裂变时能释放出巨大的能量,这是核武器制造的基础。 铀的化学性质比较稳定,便于储存和运输。 铀的产量比较丰富,因此相对便宜,容易获取。 铀的裂变产物比较稳定,不易发生进一步的核反应。
二人在这里借用了裂变这个生物学词汇,这与爱因斯坦方程有着非常重要的联系,在一个原子核裂变为两个较小原子核的过程中,失去的质量转化为能量,与质能方程的意义不谋而合。在第二次世家大战的催化下,这个方程的潜力被迅速挖掘出来。至此,制造核武器的竞赛开始了。
铀在铀矿中,铀矿主要分布在江西、广东、湖南、广西,以及新疆、辽宁、云南、河北、内蒙古、浙江、甘肃等省区。空间分布上我国铀矿床分南、北两个大区,北方铀矿区以火山岩型为主,南方铀矿区则以花岗岩型。北方重点勘探地浸砂岩型铀矿,南方扩大、落实硬岩经济型铀矿,着眼寻找和落实更多大型铀矿床。
铀是从天然铀矿中提炼出来的。提炼过程非常繁琐,产量也相对较低。虽然铀在地壳中的分布比较广泛,但只存在于沥青铀矿和钾钒铀矿这两种常见的矿床中。地壳中铀的平均含量约为百万分之5,即平均每吨地壳物质中约含5克铀,这比钨、汞、铂、金、银等元素的含量还高。
铀235可以在自然界中找到。铀235是铀的一种同位素,它在自然界中存在于铀矿石中。铀矿石主要分布在地壳中的一些特定地区,如澳大利亚、加拿大、哈萨克斯坦、南非等国家。铀矿石的开采和提取是获取铀235的主要途径。铀235还可以通过铀的同位素分离技术进行人工合成,这在核能领域有重要应用。
位于江西省乐安县公溪镇的721矿是中国最大的铀矿。该矿区被誉为亚洲最大的铀矿石开采基地,并且在解放初期,由于国家安全考虑,以721作为其代号以避免外界注意。铀矿石存在多种形态,包括土状、粉末状、块状、钟乳状以及肾状等。其中,土状铀矿亦称为铀黑,而块状铀矿则常被称为沥青铀矿。
中国最大的铀矿在江西省乐安县公溪镇的721矿。721矿,是亚洲最大的铀矿石开采基地,有铀都之美称,解放初期为避免各方势力之虎视,故以721为代号。铀矿有土状、粉末状,也有块状、钟乳状、肾状等等。有些土状的铀矿被称为铀黑,而块状的则称为沥青铀矿。