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天然铀矿

来源:www.dbkyw.com   时间:2023-06-29 16:51   点击:290  编辑:admin   手机版

一、天然铀矿

2.5吨天然铀多100美元

2022年上半年,全球铀矿价格仅在28美元/磅左右,到2022年下半年,铀矿价格回升至40美元/磅的水平。这是铀矿产品,

二、天然铀储备

世界铀资源分布极其有限。每公斤40美元以下的铀基本上在10个国家生产,其中的澳大利亚铀矿储量为64.6万吨,占41%;加拿大26.5万吨,占17%;哈萨克斯坦23.2万吨,占15%;南非有11.8万吨,占8%,这四个国家就占世界铀矿储量的80%以上。

铀资源分布在世界上47个国家或地区,从成回收的铀矿资源量存在一定差异,成铀回收率高的国家主要是澳大利亚, 加拿大, 哈萨克斯坦, 尼日尔, 纳米比亚,俄罗斯, 南非和巴西,高回收的铀资源都在15万吨以上,占高回收的铀资源的75.31%澳大利亚,其中,高回收率的成本铀资源占26.22%,大部分属于多金属铁氧化物角砾岩复合型(IOCG型)。成铀资源回收率低的国家主要是加拿大,巴西,哈萨克斯坦,中国和乌兹别克斯坦,其中加拿大资源量最大,占低回收成本铀资源总量的47.25%,矿床类型主要为不整合面型;其次是巴西,占28.86%。矿床类型以磷矿石型为主,两者总量已超过世界成低回收率铀资源量的75%。

三、天然铀矿丰度

镭,原子序数88,原子量2260254,是一种天然放射性元素,元素名来源于拉丁文,原意是“射线”。

1898年居里夫妇从沥青铀矿矿渣中发现了镭,1902年分离出90毫克氯化镭,初步测定了镭的原子量。

镭在自然界分布很广,但含量极微,地壳中的含量为十亿分之一,总量约1800万吨。现已发现质量数为206~230的镭的全部同位素,其中只有镭223、224、226、228是天然放射性同位素,其余都是通过人工核反应合成的。

镭226半衰期最长,天然丰度最大,是镭的最重要的同位素。镭是现代核工业兴起前最重要的放射性物质,广泛应用于医疗、工业和科研领域;把镭盐和硫化锌荧光粉混匀,可制成永久性发光粉。到1975年为止,全世界共生产了约4千克镭,其中85%用于医疗,10%用来制造发光粉。镭是剧毒物质。

四、天然铀235

铀235是铀(Uranium)元素里中子数为143的放射性同位素,是自然界至今唯一能够裂变的同位素,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。

铀是原子序数为92的元素,其元素符号是U,是自然界中能够找到的最重元素。在自然界铀有三种同位素存在(铀234、铀235和铀238),均带有放射性。铀235在天然铀中的含量为0.711%,其半衰期为7.00×10^8年,1935年由加拿大科学家邓史达(Arthur Jeffrey Dempster)发现。

五、天然铀燃料

1. 核电站使用的铀丰度差别很大,一般需要大于等于3%。因为核电站需要使用高浓缩铀燃料,燃料棒内铀浓度需要一定的比例,因此需要使用较高的铀丰度。2. 核电站使用的燃料需要定期更换,燃料棒寿命有限。同时,核电站治理周期还需要定期对燃料进行换装或者更换,这个过程也会令其铀丰度差别很大。3. 核电站的铀丰度与铀矿石的蕴含量有直接关系,不同国家铀矿蕴含量不一样,所使用的铀丰度就有所变化。综上所述,核电站使用的铀丰度因为燃料棒的寿命限制和不同国家铀矿石蕴含量的影响而差别很大,但一般需要大于等于3%。

六、天然铀反应堆

这个反应装置是由铀和石墨一层隔一层堆积而成的,共有57层,组成一个“堆”。这个“堆”极其庞大,据说光是使用的石墨,就够为当时全球每个人做一支铅笔。

当时的工作人员为了保密,在对外联系时,不能暴露真相。在打电报时,就只用一个简单的词“Pile”来代表实验装置,这个词的意思就是“堆”。后来,原子核裂变反应装置为世人所知,已经不成为秘密了,但是那个代号“堆”却沿用了下来,成为反应装置的正式名称。

有了反应堆,就可以控制原子核裂变反应的速度,使核能得到和平应用,如发电等。

现在反应堆的种类很多,有压水堆、天然铀石墨气冷堆等等,一般核电站用的是压水堆。压水堆就是加压水型反应堆。在这种反应堆里,装有核燃料,如铀235等。为了控制反应速度,反应堆里还装有许多组控制棒。控制棒一般都是用能吸收中子的材料制成,如银铟镉合金、硼钠等。核燃料在反应堆中排成有规则的堆芯,放在一种坚固的钢容器里。控制棒由电动机驱动,根据需要来控制中子的多少,从而掌握裂变反应的速度。反应堆在裂变反应时会产生巨大的热量,这些热量可以用高压水带走。

七、天然铀作核燃料

铀238容易获得,自然界中的天然铀矿就是铀238,当然提取铀238是很复杂的技术过程。很多国家都有天然铀矿,但有铀矿不见得有提取铀的技术,提取铀只有少数国家才能做到,铀238是核燃料,目前世界上使用的核反应堆都是用铀238做燃料。

八、天然铀构成

铀有15种同位素,其原子量从227-240。所有铀同位素皆不稳定,具有微弱放射性。铀的天然同位素组成为:238u(自然丰度99.275%,原子量238.0508,半衰期4.51X109a),235U(自然丰度0.720%,原子量235.0439,半衰期7.00X108a),234U(自然丰度0.005%,原子量234.0409,半衰期2.47X105a)。

其中235u是惟一天然可裂变核素,受热中子轰击时吸收一个中子后发生裂变,放出总能量为195MeV,同时放2~3个中子,引发链式核裂变;238U是制取核燃料钚的原料。

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