浅谈铀浓缩——一些细碎的事情

有希最合法强奸近忙死了的说，顶着季节失眠还是更一期吧。

核弹大家都知道了，那么作为核弹核心的核材料的铀和钚该怎么样获取呢？有希想谈谈铀浓缩的一些故事。首先必须明确的一点是核弹引爆的是铀235和钚239，这两种东西都是铀和钚的同位素！记住了同位素的说。

同位素（英语：Isotope）是某种特定化学元素之下的不同种类，同一种元素下的所有同位素都具有相同原子序数，质子数目相同，但中子数目却不同。这些同位素在化学元素周期表中占有同一个位置，因此得名。

例如氢元素中，氕、氘和氚，它们原子核中都有1个质子，但是它们的原子核中分别有0个中子、1个中子及齐肩发型2个中子，所以它们互为同位素。由于同位素的原子核的差距只是中子数的不同，因此在化学性质上并无多大差距，因果关系想依靠核化学的方法分离几乎不可能。同时很有意思的是，天然铀中铀235的丰度只有约0.7%！因此要提取出数公斤的铀235，可能需要数十吨上百的铀矿。

这就是金属铀，铀金属呈银白色，其大部分都是铀238

事实上铀矿的提取相当复杂，首先从矿石开始。

中国开采出的第一块铀矿石

在进行选矿，粉碎，酸处理，离子交换，化学试剂反复萃取之两田制后可以获得浓度为75%的铀酸盐，再此基础上再环境技术进行纯化，最后得到氧化铀，并且和氢氟酸反应之后获得超高纯度的六氟化铀。

这就是硝酸铀，硝酸铀进一步与氨反应，生成重铀酸铵(NH4)2U2O7。加氢还原得到二氧化铀，再与氢氟酸反应生成四氟化铀。四氟化铀与氟进行氧化反应产生UF6。

之所以选用六氟化铀作为铀浓缩的材料是因为氟很有意思，氟自然界中只存在一种核素F19丰都接近100%，其同位素F18只有约100分钟半衰期，因此各种六氟化铀分子的相对分子质量差异可以完全归咎于各种铀核素相对原子质量的差异。

同时更有意思的是六氟化铀的三相点是64 °C，气压比大气压略高，容易气化。因此不管是离心机还是气体扩散法都喜欢用它。

装在玻璃管里的六氟狐臭化铀，通常状态为白色固体。值得提醒的是：六氟化铀有剧毒！并且会和水剧烈反应生成氢氟酸。因此这是一种极其危险的化学品。

那么有什么方法能把铀235提出来呢？答案是有的首先介绍一下大名鼎鼎的离心机吧。

这就是差点引爆战争的伊朗铀浓缩装置，内贾德身边的就是用来执行铀浓缩的离心机。离心机的原理说起来其实很简单。

六氟化铀西湖旅游攻略气体从上端进入内腔由一种高性能电机带动，以4-6万转速度高速旋转，较重的分子（U238组成的六氟化铀）会被集中在筒壁稍微较轻含U235的六氟化铀会富集在顶部和转子附近将它们抽出来，进入下一级继续分离即可。铀浓缩一台离心机的效率往往不够，需要多台串联才能完成浓缩过程，完成数公斤武器级（铀235丰度90%）的铀浓缩可能需要数千台离心机协力工作一个月。值得一提的是由于离心机的转子必须以高蒙古眼速运转因此电机的技术很难被掌握，这也是离心机法的一个门槛。伊朗在趁着苏联解体的混乱中从俄罗斯和原苏联加盟共和国手中获取了电机技术，使得伊朗核问题成为了一个防核扩散中不可忽视的重大隐患。

2015年7月14日，伊朗与美国、中国、俄罗斯、英国、德国、法国六大国经过漫刀使巫女长谈判后，就限制伊朗发展核武及解除对伊朗的制裁问题达成协议。该全面协议由正文及五个技术附件组成，五个技术附件分别涉及核、制裁、民用核能合作、联委会及实施等五方面内容。伊朗还同意15年内将铀浓缩浓度限制在不超过3.67%的范围内，联合国对伊朗的弹道导弹制裁将保留8年。

能惊动五常加德国，伊朗铀浓缩技术的威胁可想而知，几乎已经到了制造核武器的前夜的说。

除此之外还有一招气体扩散法，气体扩散法最为世人所知的就是两个字——“耗电”！。但是它确实离心机之外唯一可以稳定完成有浓缩的方法，并且被广为使用，技术门槛也不高。

这个方法技术原理也很简单，说白了就是在机器里准备多孔薄膜，质量轻的U235的六氟化铀气体会被更快的压过薄膜，质量较重则反之。只要气体压力足够低，薄膜足够薄（孔径约为0.01～0.03μm）。由于铀235与238之温福铁路间相对分子量差别很小。所以理论分离系数新世纪天鹰战士约为1.0043，而实际分离系数大概只有1.003。因此同离心法不同的是，要想分离出铀235需要将大量的扩散分离机串联起来，逐级提高铀的富集程度。为制得3%的铀23污泥处理5，大约需要1200多台分离机。 扩散厂由于需要不断重复分离气体，能耗十分巨大。每单位分离功大约需耗能2500～3000kw.h。

中国的铀浓缩工厂，使用的气体扩散法可见其需要规模之大。

另一个方法获得核材料就是钚239，钚239也是引发链式反应的核材料，美国投在长崎的胖子就是钚弹。钚-239的来源其实很有意思，它使反应堆中铀238吸收中子后的产物，因此法国人搞的快中子堆一直被称为增殖堆著名设计师，因为它会逐渐的将铀238转化为钚239.这里还有一种更适合制造核武器的就是所谓的重水热中子堆。

注意钚和铀的转化（左上角），核燃料中包含两种成分，一种是如铀-235、钚-239等容易产生分裂的同位素，称为“可裂变物质”，另一种是如铀-238等的，捕捉到一个中子后可以转变为相对应的可裂变物质，因此称为“增殖性材料”，如铀-238可转变为钚-239，钍-232可转变为铀-233。

伊朗的重水堆，这就是麻烦之源

因这是获得钚一个很不错的方法。不电脑主机过弊端也是有的，核画图省识春风面反应堆建设周期长，耗费巨大且目标显眼，极易被发现甚至被攻击。伊拉克购入的反应堆就曾经被以色列摧毁过，而伊朗朝鲜两国的核设施在运作之初就被国际社会探知发现，并且被监视。如果是有相当力量大国自然好说话，对于小国而已是扛不住国际社会的压力的，伊朗朝鲜都是如此。

铀238经过一定时间的辐照之后，放中大岭南学院入水池冷却等短半衰期的元素都衰变之后使用化学试剂即可完成提取。

死亡金属——钚

综上所好乐门述：核武器所需要的核材料铀钚的获取都是可以通过铀矿经过一定的工序转化的，不过对于这样的技术，需要相当的工业基础，小国很难掌握，因此像伊开便利店朗朝鲜这种不大不小的流氓国家也就成为了社会的靶子。祈祷一个没有核武器的世界吧。

后记：这一期的文章特别简短也没有办法，这段时间有希忙着写综述和搬家...23333，顺便感谢这段时间我家小天使对有希的支持，如果没有她真不知生命不可承受之轻道这段时间有希该怎么度过。这一期写的比数字城市较匆忙，有问题请指出吧。以上吧