浓缩铀是怎么提炼出来的(浓缩铀是怎么提炼出来的原理)

铀是存在于自然界中的一种稀有化学元素，具有放射性。

根据国际原子能机构的定义，丰度为3％的铀235为核电站发电用低浓缩铀，铀235丰度大于80％的铀为高浓缩铀，其中丰度大于90％的称为武器级高浓缩铀，主要用于制造核武器。

浓缩铀（EnrichedUranium），指经过同位素提炼后，铀235含量超过90%的铀金属，与其相对的是贫化铀。

不论是和平利用核能，还是为制造核武器，浓缩铀都是必要的。

因此，国际原子能机构希望能够控制全球各国所有铀浓缩活动，以防止核武器扩散。

浓缩铀根据铀235含量的不同，可以分为高浓缩铀（HEU）（20%以上），低浓缩铀（LEU）（2%-20%）和微浓缩铀（SEU）（0.9%-2%）。

铀235含量超过85%则被称为武器级浓缩铀，可直接用於制造原子弹。

铀235含量超过85%则被称为武器级浓缩铀，可直接用于制造原子弹。

浓缩铀是怎么提炼出来的原理

铀可以人工合成，其合成原理是核聚变或核裂变。

核聚变是由小原子通过碰撞并熔合而生成大原子，可以通过原子核数来计算。

核裂变是由大原子通过衰变分裂成小原子，可以由比铀更大的原子核来制得。

不过，这样做都没有意义，因为，首先，成本高，其次，产率低。

铀可用电解法、分解法、还原法等从铀矿中制得。许多种类的岩石都含有铀，但富矿只有沥青铀矿和钒钾铀矿等几种。

铀矿的开采与其它金属矿床的开采并无多大的区别。

但由于铀矿石的品位一般很低(约千分之一)，而用作核燃料的最终产品的纯度又要求很高(金属铀的纯度要求在99．9％以上，杂质增多，会吸收中子而妨碍链式反应的进行)，所以铀的冶炼不象普通金属那样简单，而首先要采用“水冶工艺”，把矿石加工成含铀60～70％的化学浓缩物（重铀酸铵)，再作进一步的加工精制。

铀水冶得到的化学浓缩物(重铀酸氨)呈黄色，俗称黄饼子，但它仍含有大量的杂质，不能直接应用，需要作进一步的纯化。

为此先用硝酸将重铀酸铵溶解，得到硝酸铀酰溶液。

再用溶剂萃取法纯化(一般用磷酸三丁酯作萃取剂)，以达到所要求的纯度标准。

纯化后的硝酸铀酰溶液需经加热脱硝，转变成三氧化铀，再还原成二氧化铀。二氧化铀是一种棕黑色粉末，很纯的二氧化铀本身就可以用作反应堆的核燃料。

为制取金属铀，需要先将二氧化铀与无水氟化氢反应，得到四氟化铀；最后用金属钙(或镁)还原四氟化铀，即得到最终产品金属铀。如欲制取六氟化铀以进行铀同位素分离，则可用氟气与四氟化铀反应。

至此，能作核燃料使用的金属铀和二氧化铀都生产出来了，只要按要求制成一定尺寸和形状的燃料棒或燃料块(即燃料元件)，就可以投入反应堆使用了。但是对于铀处理工艺来说，这还只是一半。

我们知道，核燃料铀在反应堆中虽然要比化学燃料煤在锅炉中使用的时间长得多，但是用过一段时间以后，总还是要把用过的核燃料从反应堆中卸出来，再换上一批新的核燃料。

从反应维中卸出来的核燃料一般叫辐照燃料或“废燃料”。

烧剩下的煤渣一般都丢弃不要了，可这种不能再使用的废燃料却还大有用处呢！。

废燃料之所以要从反应堆中卸出来，并不是因为里面的裂变物质(铀235)已全部耗尽，而是因为能大量吸收中子的裂变产物积累得太多，致使链式反应不能正常进行了。

所以，废燃料虽“废”，但里面仍有相当可观的裂变物质没有用掉，这是不能丢弃的，必须加以回收。

而且在反应堆中，铀238吸收中子，生成钚239。

钚239是原子弹的重要装药，它就含在废燃料中，这就使得用过的废燃料甚至比没有用过的燃料还宝贵。

除此而外，反应堆运行期间，还生成其它很多种有用的放射性同位素，它们也含在废燃料中，也需要加以回收。