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92 鈾

Uranium 相對原子質量238.0

來源於希臘神話中的天神天王星(Uranus),後改用拉丁語。

原子彈和原子發電

鈾是銀白色金屬,也是在地球上大量存在的元素中原子序號最高的。其中,自然中最多的鈾238(99.274%),半衰期是44.68億年。貝克勒爾無意間把遮光的感光底片和鈾礦放在一起,看到了清晰的影像,因此發現了射線。居裏夫婦成功從鈾礦中提取了鐳和釙,並且證明了可以自然發生放射性衰變(放出射線,並變成原子序號更小的元素)。

瑪麗·居裏把像鈾這樣能釋放射線的性質、能力稱為“核能”。

用中子轟擊鈾235的原子核可以得到兩個新原子核,這叫作核裂變。鈾的核素之中鈾235最容易發生核裂變,因此被用於製造原子彈(含有90%以上的鈾235)和原子能發電的核燃料(含3%—5%)。

天然鈾之中,隻有0.7%的鈾235,剩下的99.3%都是不易發生裂變的鈾238。因此,製作濃縮的鈾235是十分必要的。濃縮鈾是根據鈾235和鈾238質量的細小差別通過遠心分離完成的。

鈾235發生裂變時,會有2—3個中子飛出,同時釋放大量能量。一個鈾235裂變後,釋放出來的中子會擊中附近的鈾235,引發連鎖反應。這樣的連鎖反應就叫作核裂變連鎖反應。因此,在反應時會釋放出巨大的能量。而這個能量就是原子彈的能量和核電站的能量。

◆鈾235的核裂變連鎖反應

原子彈使用的是鈾235或者鈈239。廣島原子彈是鈾型原子彈,使用的是濃縮鈾235(超過90%)超高純度的核燃料。

原子彈爆炸,需要將鈾或者鈈集中到一起,使得能量達到核爆炸連鎖反應的臨界值,因此需要超高的技術。

核電站的核燃料和原子彈一樣,也是鈾235。核電站與原子彈不同,是持續地、緩慢地進行裂變,因此和原子彈使用的濃縮度也不同,隻需要將鈾235濃縮到3%。