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  • 1 # 威吶解析

    鈾是一種稀有元素,原子序數為92,元素符號是U。鈾在自然界中存在三種同位素U-238、U-235和U-234,相對丰度(原子百分數)分別為99.275%,0.720%和0.005%。目前,世界上絕大多數核電站均採用U-235作為核燃料(一般需要對U-235進行適當的濃縮才可以作為核燃料),其他兩種同位素在一定的條件下也可以轉變為易裂變元素加以利用。

    核電站用燃料芯塊

    典型的核電站燃料元件構成

    燃料元件按一定的規律一個個的排布在反應堆壓力容器中

    在核電站中,鈾是最主要的燃料,在核能開發中具有重要的意義。世界上主要的產鈾國家是哈澳洲、加拿大、哈薩克等,中國從鈾資源儲量來說並不富裕,曾一度被稱為“貧鈾國”。近些年隨著中國核電執行機組的不斷增加,目前在執行機組有36臺、在建機組20臺(在建數量全球第一),對鈾的需求量也在不斷增大,國際上燃料鈾價格不斷上升也與此存在一定的關係(原因與國際鐵礦石價格的情形類似)。形狀各異、顏色豔麗的鈾礦石

    在核武器中,U-235和鈽-239常被作為裂變材料製造裂變彈(常說的原子彈),其中,鈽-239是由U-238在快中子轟擊後形成的元素,與鈾元素也有著非常緊密的關係。世界上第一顆實用性的原子彈“小男孩”即是採用U-235作為裂變材料的原子彈。

    “小男孩”原子彈

    “小男孩”的“壞脾氣”!

    不論是核電站還是核武器(包括裂變彈和聚變彈,聚變彈一般的結構設計是需要裂變反應起爆),鈾都具有極其重要的地位。當然,冷戰結束後,各核大國對核武器的需求量逐步下降,而對核能的開發逐步提升,截止目前,全世界在執行的核電機組有399座,其中絕大多數都以鈾作為核燃料,核電站對鈾的需求量遠超核武器對鈾的需求量。

    中國作為目前在建核電機組最多(而鈾儲量又相對缺乏)的國家,核電在國家能源結構中比例及對鈾的需求量也將日益增加,確保足夠的鈾供給對保障中國核能開發技術的發展和能源供給穩定具有重要的意義。中國核電站分佈(含在建機組和籌建機組)

    中國核電裝機容量及鈾需求量趨勢表

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