原子弹和核电站都用浓缩铀铀235的半衰期是多少 _知识分享

近些年来核问题反复被炒热，成为公众关注的焦点。那么，铀是什么东西？它为什么这么重要？铀是怎么提取和浓缩的？核燃料会发生爆炸吗？今天我们就来讨论这些问题。
铀是一种能量巨大的重金属铀是一种放射性元素，它的原子核里有92个质子，核外有92个电子。但是铀的中子数量并不固定，有的有146个中子， 92+146=238 ，因此这种铀被称为铀-238（23?U），在地球上它是铀最多的同位素，大约占到99.274%；还有的铀原子核里只有143个中子，比铀-238少3个中子，这种铀同位素就是大名鼎鼎的铀-235（23?U）了。

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一块提纯的金属铀
由于核内中子数量太多，铀的原子核都不稳定，它们会自发衰变成更轻的元素，同时释放出α粒子，因此铀具有放射性。相比之下，铀-238更稳定一些，它的半衰期是44.7亿年，跟地球的年龄差不多；铀-235的半衰期为7.04 亿年。铀的半衰期非常长，它释放的α粒子又很容易被阻挡，因此戴着手套接触铀是安全的，事实上你就算是把一小块纯铀放进普通信封里也不会有什么危险，它是热的，可以充当暖宝宝。
之前有科学家徒手去捡（掰）金属铀球的故事，事实上那是因为科学家知道阿尔法粒子不能穿透皮肤，他的健康是有保障的，但如果让几颗金属铀球聚在一起就容易发生意外核爆。

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链式反应
铀-235的一个特点就是它受到中子轰击后容易发生裂变，这会使它变得非常危险。当受到一个慢中子（热中子）轰击时，铀-235的原子核会因为突然多出来一个中子而分裂成两个较小的核——141Ba和92Kr ，同时向外释放3个中子和强大的能量；若这3个中子又被附近其它的铀-235核吸收，就会引发链式反应，也就是我们常说的核爆炸。
1945年8月6日，美国飞机在日本广岛上空扔了一枚绰号叫“小男孩”的炸弹，它中间装了64千克浓缩铀，其中大约不到1千克铀-235发生了链式反应，爆炸当量相当于1.5万吨TNT炸药，直接导致6.6万人死亡。

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“小男孩”在广岛
铀的浓度与核能发电除了拿来制造原子弹，铀还可以用来发电。一块铀到底是可以造原子弹还是用作核电站的燃料棒，与其中铀-235的浓度（丰度）密切相关。
理论上，需要52千克纯的铀-235裸球（直径17厘米）才能引发链式反应，因为质量决定了其激发产生的中子数量，这被称为核爆炸的临界质量。随着核武器设计越来越先进，比如用更好的中子反射层，只需要几千克的浓缩铀就可以产生核爆炸，这也为核武器小型化创造了条件。

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中子反射层可以降低临界质量
若核材料中铀-235的浓度比较低，它就不容易发生核爆炸那样不受控制的链式反应，同时有相当一部分核裂变发射出来的中子被慢化剂慢化、被控制棒吸收掉了。当有足够多的铀-235原子核发生裂变，又不至于达到核爆炸的临界值，我们就可以将它散发的热量收集起来（慢化剂同时又是冷却剂，用于与外部热交换），也就是烧开水，再利用水蒸气推动蒸汽轮机发电。

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铀-235用于核发电
在大多数核反应堆（轻水堆）所需要的染料棒里，铀-235的浓度通常在3.5%~4.5%之间，其它大多是铀-238 。我们知道在自然界铀矿中99%以上都是铀238 ，它可以吸收中子变成铀-239 ，但要引发它裂变需要极高的能量，所以被称为贫铀。铀-235在自然界的丰度只有0.72% ，为了获得更高丰度的铀-235 ，我们就需要将它与铀-238分离出来，这就是大家常听说的铀浓缩。

原子弹和核电站都用浓缩铀 铀235的半衰期是多少

原子弹和核电站都用浓缩铀铀235的半衰期是多少