浓缩铀【浓缩铀】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 ， 主要用于製造核武器 。
基本介绍中文名：浓缩铀
外文名：Enriched uranium
高浓缩铀：主要用于製造核武器
铀：一种稀有化学元素
简介浓缩铀 （Enriched Uranium） ， 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 。
文章插图
不论是和平利用核能 ， 还是为製造核武器 ， 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 ， 直接用于製造核子弹 。基本情况铀是存在于自然界中的一种稀有化学元素 ， 具有放射性 。在天然矿石中铀的三种同位素共生 ， 其中铀235的含量非常低 ， 只有约0．7% 。为满足核武器和核动力的需求 ， 一些国家建造了铀浓缩厂 ， 以天然铀矿作原料 ， 运用同位素分离法（扩散法、离心法和雷射法等）使天然铀的三种同位素分离 ， 以提高铀235的丰度 ， 提炼浓缩铀 。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 ， 主要用于製造核武器 。获得铀是非常複杂的系列工艺 ， 要经过探矿、开矿、选矿、浸矿、炼矿、精炼等流程 ， 而浓缩分离是其中最后的流程 ， 需要很高的科技水平 。获得1公斤武器级铀235需要200吨铀矿石 。由于涉及核武器问题 ， 铀浓缩技术是国际社会严禁扩散的敏感技术 。除了几个核大国之外 ， 日本、德国、印度、巴基斯坦、阿根廷等国家都掌握了铀浓缩技术 。提炼浓缩铀通常採用气体离心法 ， 气体离心分离机是其中的关键设备 ， 因此美国等国家通常把拥有该设备作为判断一个国家是否进行核武器研究的标準 。现时的核电站使用的是铀核燃料 。铀有12种同位素(铀-226~铀-240） 。其中的铀－234不会发生核裂变 ， 铀－238在通常情况下也不会发生核裂变 ， 而铀－235这种同位素原子能够轻易发生核裂变 ， 或者说 ， 做核燃料的实际上是铀－235 。但是 ， 从矿山里开採出来的铀里面 ， 铀－235的含量却又是很低 ， 仅占0.64% ， 绝大部分是铀－238 ， 它占了99.2% 。这就相当于我们的煤饼厂或炼油厂 ， 生产出的煤饼里大部分是泥沙 ， 当然也就没法燃烧 。根据研究结果 ， 在铀核燃料中铀－235的含量要达到3%以上才能燃烧 。因此 ， 开採出来的铀 ， 并不同于开採出来的煤块直接可以用做燃料 ， 它需要经过提纯、浓缩的手续 ， 把铀－235的含量比例提高之后 ， 方能用做燃料 。提炼技术现有方法提纯浓缩铀－235含量的技术比较複杂 ， 因为元素的各种同位素如同“孪生姐妹” ， 无论在物理性质和化学性质上都十分相似 ， 採用通常的各种物理提纯方法或者化学提纯方法收效都甚微 ， 代价却很高 。现今用来提纯铀－235的主要方法有气体扩散法、离子交换法、气体离心法、蒸馏法、电解法、电磁法、电流法等 ， 其中以气体扩散法最成熟 ， 製造第一颗核子弹用的铀核材料就是用这种方法製造出来的 。所有这些提纯方法 ， 它们的工艺过程都比较複杂 ， 办厂投资高 ， 运转过程中消耗的能量也高而且产量低 ， 生产出的铀核燃料成本大 。因此 ， 科学家一直在找新提纯方法 。雷射提纯雷射科学工作者提出用雷射进行提纯 ， 或许这种方法能够大大地降低生产铀燃料的成本 。用雷射提纯浓缩铀－235的技术路线有两条：一条称为原子法 ， 另一条称为分子法 。原子法提纯时用的原料是经过提炼铀矿得到的铀块 。先用炉子把这铀块加热到高温 ， 形成铀原子蒸气 ， 在这铀蒸气里面包含有铀元素的同位素铀－234、铀－235、铀－238的原子 。然后用在可见光波段的雷射（比如用铜蒸气雷射泵浦的染料雷射器）照射这铀原子蒸气 。调谐雷射器的输出波长 ， 让它落在铀－235的原子吸收谱线中心 ， 使它单独获得激发或者电离 。其后再使用其他物理方法便可以把铀－235原子从同位素铀混合气体中分离出来 。这条技术路线已经比较成熟 ， 达到生产套用阶段 。分子法使用的原料是铀的分子化合物（比如六氟化铀） 。用在中红外波段的雷射（比如波长16微米的雷射）照射这种化合物 ， 并且选择的雷射波长正好是让铀－235的这种化合物的分子获得激发（或电离） ， 再通过前面在原子法中用的物理方法或化学方法把含铀－235的分子化合物从混合中分离出来 ， 再对含铀－235的分子化合物作化学分解反应 ， 便可以获得铀－235 。这条技术路线还未达到生产阶段 ， 不过 ， 从发展的潜力来说 ， 分子法比原子法优越 。一方面是因为分子法分离时使用的原料是铀的分子化合物 ， 原料来源比较丰富；其次是在分离的工作过程中不需要加热 ， 而原子法则需要加热到2000多度 ， 使铀原料形成蒸气 。高温铀蒸气有很强的腐蚀性 。因此分子法的生产设备会比较简单 ， 生产成本也相应较低 。相关信息伊朗宣布拟建10座铀厂生产纯度为20%浓缩铀据香港大公网报导 ， 伊朗原子能组织主席萨利希表示 ， 伊朗从2010年2月9日开始将在国际原子能机构(IAEA)核查人员的监督下 ， 生产纯度为百分之二十的浓缩铀 。萨利希也表示 ， 伊朗若能从海外获得纯度为百分之二十的铀 ， 则可以终止其国内生 产 。伊朗称 ， 已做好以低浓缩铀换取高浓缩铀的準备 ， 但希望能对联合国草拟的核燃料交换协定进行修改 。伊朗总统艾哈迈迪·内贾德在周日曾要求其原子能组织着手为德黑兰生产更高级的浓缩铀 。美国国防部长罗伯特·盖茨对伊朗的回应感到失望 。盖茨在访问义大利期间的采访人员招待会上表示：“如果国际社会能同心协力向伊朗政府施压 ， 我相信 ， 制裁和施压还有发挥功效的时间 。”德国也提高了要求制裁的呼声 。英国也表示 ， 伊朗的新计画违反联合国的决议 。伊朗媒体七日晚援引萨利希的声明说 ， 伊朗计画在下一个“伊朗纪年”(三月二十一日起) ， 新建十座铀浓缩工厂 。他这番言论有可能令伊朗同西方国家的关係进一步紧张 。伊朗曾于2009年十一月宣布 ， 计画兴建十座新的铀浓缩工厂 ， 以配合其核计画大规模扩张 ， 但伊朗未有说明相关的时间安排 。西方担心伊朗的核计画旨在製造核弹 ， 但伊朗否认要这样做 。推国产防空系统另外 ， 伊朗官方媒体伊斯兰共和国通讯社八日援引伊朗空军一名指挥官说 ， 伊朗即将公布一种本土建造的防空系统 。该系统的性能可以与俄罗斯的S-300防空飞弹系统看齐 。俄罗斯的国家军备交易商拒绝表示 ， 向伊朗出售S-300系统的计画会否继续进行 。S-300系统虽然可以保卫伊朗的核设施不受空袭影响 ， 但向伊朗出售这种系统 ， 是俄罗斯对美国及以色列的关係的一个敏感议题 。美、以两国已积极要求俄罗斯 ， 不要进行这项交易 。S-300防空飞弹系统能拦截巡航飞弹和敌机 ， 最大拦截距离为一百五十公里 ， 拦截速度大于每秒二公里 。