浓缩铀

浓缩铀是一种铀，其中铀 235（写作 235U）的百分比成分已通过同位素分离过程增加。 天然存在的铀由三种主要同位素组成：铀 238（238U，自然丰度为 99.2739–99.2752%）、铀 235（235U，0.7198–0.7202%）和铀 234（234U，0.0050–0.0059%）。 235U 是自然界中xxx可与热中子发生裂变的核素（数量可观）。

浓缩铝是民用核能发电和军用核武器的重要组成部分。 国际原子能机构试图监测和控制浓缩铀供应和工艺，以确保核能发电安全和遏制核武器扩散。

世界上大约有 2,000 吨高浓缩铀，主要用于核能、核武器、海军推进，以及少量用于研究反应堆。

浓缩后剩余的 238U 被称为贫化铀 (DU)，其放射性甚至比天然铀低得多，但密度仍然很高。 贫铀被用作辐射屏蔽材料和用于穿甲武器。

直接取自地球的铀不适合作为大多数核反应堆的燃料，需要额外的工艺才能使用（CANDU 设计是一个明显的例外）。 铀在地下或露天开采，具体取决于发现铀的深度。 铀矿石被开采出来后，必须经过一个研磨过程才能从矿石中提取铀。

这是通过化学过程的组合实现的，最终产品是浓缩铀氧化物，被称为黄饼，含有大约 80% 的铀，而原始矿石通常含有低至 0.1% 的铀。

研磨过程完成后，铀接下来必须经过转化过程，要么转化为二氧化铀，后者可用作不需要浓缩铀的那些类型反应堆的燃料，要么转化为六氟化铀，后者可被浓缩 为大多数类型的反应堆生产燃料。 天然存在的铀由 235U 和 238U 的混合物制成。 235U 是易裂变的，这意味着它很容易被中子分裂，而其余的是 238U，但在自然界中，超过 99% 的提取矿石是 238U。 大多数核反应堆需要浓缩铀，即 235U 浓度较高的铀，范围在 3.5% 到 4.5% 之间（尽管一些使用石墨或重水慢化剂的反应堆设计，例如 RBMK 和 CANDU，能够使用天然铀运行 作为燃料）。 有两种商业浓缩工艺：气体扩散和气体离心。 这两个浓缩过程都涉及使用六氟化铀并生产浓缩氧化铀。

再加工铀 (RepU) 是涉及乏燃料核后处理的核燃料循环的产物。 从轻水反应堆 (LWR) 乏燃料中回收的 RepU 通常含有比天然铀略多的 235U，因此可用于为通常使用天然铀作为燃料的反应堆提供燃料，例如 CANDU 反应堆。 它还包含不需要的同位素铀 236，它会经历中子俘获、浪费中子（并需要更高的 235U 浓缩度）并产生镎 237，这将是核废料深层地质处置库中移动性更强、更麻烦的放射性核素之一。

低浓铀 (LEU) 的 235U 浓度低于 20%； 例如，在商业 LWR（世界上最普遍的动力反应堆）中，铀浓缩至 3% 至 5% 235U。

高含量 LEU (HALEU) 浓缩 5–20%。 研究堆中使用的新鲜低浓铀通常浓缩 12% 至 19.75% 235U，后一种浓度用于在转换为低浓铀时替代高浓铀燃料。

高浓缩铀 (HEU) 的 235U 浓度为 20% 或更高。 核武器初级中的裂变铀通常含有 85% 或更多的 235U，称为武器级，尽管从理论上讲，对于内爆设计，至少 20% 就足够了（称为武器可用），尽管它需要数百公斤的 材料和设计不切实际； 假设更低的浓缩是可能的，但随着浓缩百分比的降低，未慢化快中子的临界质量迅速增加，例如，需要 5.4% 的无限质量 235U。 对于临界实验，铀的浓缩度已达到 97% 以上。

美国于 1945 年在广岛投下了xxx颗铀弹“小男孩”，使用了 64 公斤 80% 的浓缩铀。