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铀为啥是地球上能量最强的天然元素?您可别一听到铀,就只想到原子弹爆炸的蘑菇云,或

铀为啥是地球上能量最强的天然元素?您可别一听到铀,就只想到原子弹爆炸的蘑菇云,或是核电站里厚重的安全壳,觉得这东西就是个冷冰冰的“危险元素”,离咱们的生活十万八千里。

铀的原子序数是九十二,原子核里有九十二个质子。它块头很大,内部既有强核力负责“拉住队伍”,又有带正电质子之间的排斥力不断较劲。

铀二三五吸收一个中子后,原子核可能分裂成两个较轻的原子核,同时释放能量和新的中子。这些新中子又能撞击周围的铀二三五,于是一次接着一次,形成链式裂变。

裂变释放巨大能量,关键在于裂变前后存在很小的质量差。减少的那一点质量并没有凭空消失,而是按照质能关系转化成了能量。

单个原子贡献的能量看起来不算显眼,可一千克物质里的原子数量多得惊人。大家一起“交作业”,结果便成了少量燃料干大活。

按每次铀二三五裂变释放约二百兆电子伏估算,一千克铀二三五如果完全裂变,理论上可以释放约八十万亿焦耳能量,热值大致相当于二千七百吨标准煤。

__这里说的是理论上的完全裂变,并不代表现实中的核电站能够把每一个原子都百分之百利用。__把理论账本直接当成发电厂电费单,多少有点把菜单当成了成品菜。

天然铀也不是清一色的铀二三五。国际原子能机构公开资料显示,天然铀中约百分之九十九点二八是铀二三八,铀二三五约占百分之零点七二,另有极少量铀二三四。

多数商用反应堆需要适当提高铀二三五的比例,常见核燃料中的铀二三五浓度通常在百分之三至百分之五左右,仍然属于低浓铀。

铀二三八虽然不容易依靠慢中子维持链式裂变,却不是矿石里的“旁观群众”。它吸收中子后,可以经过一系列转化形成可裂变核素,也是核燃料循环中的重要资源。

铀家族看着都姓铀,内部岗位却分得很细,颇有大型项目组的味道。铀进入科学史,也走过一段“先当颜料,后当能源”的曲折道路。一七八九年,德国化学家克拉普罗特研究沥青铀矿时确认了一种新元素,并借天王星之名将其命名为铀。

不过,克拉普罗特当时得到的主要是铀的氧化物,并不是真正的金属铀。直到一八四一年,法国化学家佩利戈才成功制得金属铀。

十九世纪末,贝克勒尔研究铀盐时发现,即使没有阳光照射,铀盐仍然能够让感光材料留下痕迹。天然放射性由此进入科学视野。

贝克勒尔后来与居里夫妇共同获得一九〇三年诺贝尔物理学奖。到了二十世纪三十年代末,哈恩和斯特拉斯曼取得关键实验结果,迈特纳和弗里施完成物理解释,“核裂变”这扇大门终于被推开。

发现能量,不等于只能制造破坏。核电站里的裂变首先产生热量,热量把水变成蒸汽,蒸汽再推动汽轮机发电。

说得口语一点,核反应堆干的核心工作仍然是“烧水”,只是炉膛换成了原子核,燃料的能量密度高得惊人。

核电站和核武器也不能因为都带一个“核”字,就被塞进同一个抽屉。核电反应堆利用控制棒、冷却系统、安全壳和复杂的工程结构,把链式反应稳定在可控水平。

商用核燃料的铀二三五丰度也远低于核武器所需水平。把核电站直接想象成一枚巨型炸弹,就像把高压锅说成火箭发动机,听着热闹,科学依据却不够。

铀当然也不是可以随意摆弄的“能量糖块”。它具有放射性,也存在重金属化学毒性。开采、转化、浓缩、燃料制造、运输、运行和废物管理,每一个环节都必须接受严格监管。

核能没有脱离安全的捷径,只有技术、制度、责任和长期管理共同筑起的防线。能量越大,越需要保持敬畏。

中国对铀资源和核能的利用,走的是和平、安全、绿色发展的道路。二〇二五年七月,中国规模最大的天然铀产能项目“国铀一号”示范工程产出第一桶铀产品。

该工程采用原地浸出、数字化分析和智能远程管控等技术。铀矿开采不再只是传统印象中的人背肩扛,而是逐步迈向绿色化、智能化和集约化。

同月,中国科研人员在塔里木盆地地下深处发现全球最深的砂岩型工业铀矿化,勘查深度达到一千八百二十米。这一发现为深地砂岩型铀资源勘查提供了新的理论和实践依据。

到了二〇二六年,产业进展与法治建设继续同步推进。一月十五日,《中华人民共和国原子能法》正式施行,把原子能研究、开发、和平利用和安全监督管理纳入更加系统的法治轨道。

三月,中国在国际原子能机构理事会上介绍,截至当时,中国大陆在运核电机组六十二台,在建及核准待建核电机组五十台,总量居全球第一。

四月,广东太平岭核电项目一号机组投产发电,正式具备商业运行条件。这是粤港澳大湾区首台投产的“华龙一号”核电机组,也体现了中国自主三代核电技术的持续发展。

随后,多部门印发核电厂退役准备管理办法,把退役规划、资金、技术和人才准备提前纳入核电厂全寿期管理。

核电机组大多还在“青壮年”,制度已经提前替它们考虑起“退休生活”。这份未雨绸缪,比单纯追求建设速度更能体现负责任的发展态度。