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如何海中寻铀?

来源:www.dbkyw.com   时间:2023-02-06 13:35   点击:238  编辑:admin   手机版

一、如何海中寻铀?

铀作为一种放射性化学元素在国防、工业、科研中,有着极其重要的地位。由于其核裂解时能释放巨大的能量,从而成为核武器的主要原料。随着人们对于铀的认识由过去的单一性向多元化转变,从而更加重视起了对铀的开发和利用。

目前,全世界拥有核武器的国家很少,而核工业国家却不断地发展,核能也由单纯的军事型转变为民用型,核电站就是这种转化的典型代表。目前世界上各国的核电站原料能源大都采用铀。因而人们从以往的淘金热,变成了淘铀热。

据科学家分析,全球陆地上的铀矿总和约可产铀250万吨,也就是说,如果全世界都采用铀为原料制造核武器、核电站以及航天、航海中应用核燃料的话,那么用不了多长时间,大陆上的铀矿就会被开采一空,而为之所建立的一切设施将变成一堆废钢铁。当然,这种想法确实有点悲观。

专家又宣称:铀在海水中的总量超过陆地总量的1500多倍。这无疑为有核武器、核工业的国家注人了一针强心剂,于是人们便开始了海中寻铀的艰难工作。

在人们头脑一阵发热之后才慢慢地发现,这是一场多么艰难的工作呀!铀在海水中的浓度仅为十亿分之三,也就是说,1000吨海水中仅含有3克铀,铀存在于海水中的三碳酸盐复合物中。人们在处理了大量海水之后才发现,从海水中提取的铀所能释放的能量,仅仅相当于或略高于将其从海水提取过程中所消耗的能量,这未免有些得不偿失了。于是科学家们又开始探讨新的方法,以减少耗能而获取更多的铀。

美国科学家们用有机树脂分离海水中的铀与几其他金属,在实验室研究中获得了成功,但是由于有机树脂的吸附率较低而大量生产成本较高,很难在实际工业中应用。后来,又经过长期的探索,终于发现了一种较为理想的新的铀吸附剂――水合二氧化钛,并且就此而研制出了一套以二氧化钛为基础的海水采铀的技术。

在这众多的研究大军中,我国科学家们为此做出了重大贡献。他们研究发现,氧化铝、氢、氢氧化铁和氧化锌的吸铀能力最强,并且已在实验中得到证实,如果在实际工业中能够得以应用的话,那么提取铀的成本将大大下降,这无疑为海水提铀工业做出了巨大的贡献。

另外,国外一些研究机构,也发现了较为经济方便的抽铀方法,他们研制开发了一种负离子交换剂,其吸附铀的效果也十分显著,在实验室中的表现上乘,但是在利用潮流的海水实验中,却令人失望。如想突破这个大关,尚需要另外研制一个与之完全不同的抽铀工艺流程。

总之,海水提铀的设想是伟大的,而完成这个设想是极为困难的。目前世界上有数以千计的科学家和研究小组,仍在不懈地努力。我们深信会有一天,海水提铀不再是一个神话,但现在我们只能将其列为一个尚未解开的谜。

二、氚是怎么提炼的?

反应堆生产氚采用的靶材料有氟化锂、碳酸锂、锂镁合金和锂铝合金等,以锂铝合金较为理想。经反应堆中子辐照过的锂铝合金,可用加热熔融等方法从中提取生成的氚。提取到的氚气中常含有多种杂质气体,这些杂质气体可用铀屑进行纯化和通过铀粉(或钯管)加以分离。但是来自靶材料本身和提取设备材料中的氢气,在提取纯化过程中是不能同时去除的。氢气会稀释氚气,使氚的同位素丰度降低,需要高丰度氚时,就得进行富集。

富集氚的方法有电解法、蒸馏法、赫兹泵法、热扩散法、吸附色谱法等。实际生产中,多采用热扩散法。通过富集,氚的丰度可以大大提高以至高达99%以上

从以下三个方面进行不同方法提炼,如下:

1、氚在自然界中存在极微,一般从核反应制得,用中子轰击锂可产生氚。

2、在工业上,利用反应堆的中子,采用锂6化合物做靶材,生产氚,然后利用热扩散法,使氚富集至99%以上。

3、而自然界中的氚,是当宇宙射线所带的高能量中子轰击氘核,其氘核与中子结合为氚核。

三、请问一位吸附,二位吸附,多核吸附是什么意思(工业催化内容)

机理解释:吸附材料是有多孔介质材料,一般包括无定型材料和晶体材料组成,

一位吸附主要是指的吸附材料存在对于吸附质很低的势能中心,可能存在无定型材料(比如活性炭),或者晶胞中(比如5A,13X等),吸附势能最低的点位进行吸附的叫一位吸附;

除了吸附势能最低的点位之外,还存在吸附后势能较低的点位,在该处的吸附叫住二位吸附。

以此类推,吸附后势能逐渐由低到高排列,就存了多核吸附。

另外吸附是动态的平衡,吸附质一般首先在低位吸附,不过也不是说只吸附在低位,而是出现低位的概率大很多。

四、怎样减少铀的危害

个体防护:如果是在放射性场所工作,应当佩戴高效防尘口罩,清除表面污染,上班更衣,下班沐浴; 缩短工作时间;上班不进食,不吸烟,皮肤破裂不得在放射性场所工作。

五、铀有那些特性

致密而有延展性的银白色放射性金属。铀在接近绝对零度时有超导性,有延展性。铀的化学性质活泼,易与绝大多数非金属反应,能与多种金属形成合金。铀最初只用做玻璃着色或陶瓷釉料,1938年发现铀核裂变后,开始成为主要的核原料。

氧化态:

Main U+6

Other U+2, U+3, U+4, U+5

原子体积:(立方厘米/摩尔)

12.59

密度 : 18.95 克/立方厘米

熔点 : 1132.0 摄氏度

沸点 : 3818.0 摄氏度

元素在太阳中的含量:(ppm)

0.001

元素在海水中的含量:(ppm)

0.00313

晶体结构:晶胞为正交晶胞。

晶胞参数:

a = 285.37 pm

b = 586.95 pm

c = 495.48 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

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