关于铀纯化的发展研究论文

这是有史以来第一次在战争中使用原子弹，它使用了一种著名的元素来制造灾难：铀。这种放射性金属的独特之处在于它的一种同位素铀235是唯一能够维持核裂变反应的天然同位素。（同位素是原子核中中子数不同的元素的一种形式。）

要了解铀，了解放射性很重要。铀具有天然的放射性：它的核是不稳定的，因此元素处于不断衰变的状态，寻求一种更稳定的排列方式。事实上，铀是使放射性发现成为可能的元素。1897年，法国物理学家亨利·贝克勒尔在照相底片上留下了一些铀盐，作为研究光如何影响这些盐的一部分。令他惊讶的是，板块上起了雾，显示出铀盐的某种排放。1903年，贝克勒尔因这一发现与玛丽和皮埃尔·居里共同获得了诺贝尔奖。据杰斐逊国家直线加速器实验室称，

，铀的性质为：

铀具有放射性。贝克勒尔在一块未曝光的照相底片上留下了一个铀样品，底片变得混浊。据英国皇家化学学会（Royal Society of Chemistry）称，他得出的结论是，它发出的是看不见的光线。这是放射性研究的第一次，开辟了一个新的科学领域。波兰科学家玛丽·居里（Marie Curie）在贝克勒尔被发现后不久就创造了“放射性”一词，并与法国科学家皮埃尔·居里（Pierre Curie）一起继续研究，以发现其他放射性元素，如钋和镭，根据世界核协会的数据，宇宙中的铀在66亿年前在超新星中形成。它遍布地球，在大多数岩石中约占百万分之二到四。它在最丰富的元素中排名第48位高温 *** 玻璃中的铀酰化合物，使其在下沉时释放出光子。固体铀氧化物。这是铀在浓缩前通常出售的形式。据世界核协会（World Nuclear Association）称，铀在20个国家开采，其中一半以上来自加拿大、哈萨克斯坦、澳大利亚、尼日尔、俄罗斯和纳米比亚。伦泰克认为，所有人类和动物都会自然地暴露在食物、水、土壤和空气中微量的铀中。在大多数情况下，普通民众可以安全地忽略摄入的量，除非他们生活在危险的废物场、地雷附近，或者作物生长在受污染的土壤中或用受污染的水浇灌。鉴于

在核燃料中的重要性，研究人员对铀的功能非常感兴趣，特别是在熔毁期间。当反应堆周围的冷却系统发生故障，反应堆堆芯裂变反应产生的热量融化燃料时，就会发生熔毁。这发生在切尔诺贝利核电站的核灾难期间，导致了一个被称为“大象脚”的放射性物质团。

了解核燃料融化时的行为对核工程师建造安全壳至关重要，约翰·帕里斯说，2014年11月，Parise和来自阿贡国家实验室和其他机构的同事在《科学》杂志上发表了一篇论文，第一次阐明了核燃料的主要组成部分——熔化的二氧化铀的内部工作。二氧化铀不会熔化直到温度达到5432华氏度（3000℃），所以很难测量当物质变成液体时会发生什么，Parise告诉Live Science——没有足够坚固的容器。“KdSPE”“KdsPS”“我们的解决办法是用二氧化碳激光器从顶部加热二氧化铀球。“这个球悬浮在气流上，”帕里斯说你有一个物质球漂浮在气流上，所以你不需要一个容器。“KdSPE”“KDSPs”，然后研究人员将X射线穿过二氧化铀气泡，并用探测器测量X射线的散射。散射角揭示了二氧化铀内部的原子结构。“KdSPE”“KDSPs”。研究人员发现，在固体二氧化铀中，原子排列成一系列立方体，在网格状图案中与空隙交替，每个铀原子周围有八个氧原子。阿贡国家实验室研究员Lawrie Skinner在一段关于实验结果的视频中说，当这种物质接近其熔点时，氧元素会变得“疯狂”。氧原子开始四处移动，填满了空间，从一个铀原子跳到另一个铀原子。

最后，当材料熔化时，结构就像萨尔瓦多达利画的那样，立方体变成无序多面体。帕里斯说，在这一点上，每个铀原子周围的氧原子的数量（称为配位数）从8个减少到7个左右（有些铀原子周围有6个氧原子，有些则有7个，Parise说：“平均每个铀的个氧原子。”KDSPE“KDSPs”知道这个数字使得我们有可能对二氧化铀在高温下的行为进行建模。下一步是增加更多的复杂性。核核不只是二氧化铀，他说。它们还包括锆等材料以及用于屏蔽反应堆内部的任何材料。研究小组现在计划添加这些材料来观察材料的反应如何变化。“KDSPE”“KDSPs”“你需要知道纯二氧化铀液体的行为，这样当你开始观察少量添加剂的影响时，你能看到它们有什么区别吗？”帕里斯说：

绝大多数铀用于发电，通常用于控制核反应。剩余的贫化铀可以回收利用，利用其他类型的能源，比如太阳的能量。Igor Usov和Milan Sykor的2017年专利

太专业了，知道答案了也告诉我。。。。。。。。。。

最重的天然元素铀已经成为新能源的主角，那么铀又是怎样提炼出来的呢？ 在居里夫妇发现镭以后，由于镭具有治疗癌症的特殊功效，镭的需要量不断增加，因此许多国家开始从沥青铀矿中提炼擂，而提炼过镭的含铀矿渣就堆在一边，成了“废料”。 然而，铀核裂变现象发现后，铀变成了最重要的元素之一。这些“废料”也就成了“宝贝”。从此，铀的开采工业大大地发展起来，并迅速地建立起了独立完整的原子能工业体系。 铀是一种带有银白色光泽的金属，比铜稍软，具有很好的延展性，很纯的铀能拉成直径毫米的细丝或展成厚度毫米的薄箔。铀的比重很大，与黄金差不多，每立方厘米约重19克，象接力棒那样的一根铀棒，竟有十来公斤重。 铀的化学性质很活泼，易与大多数非金属元素发生反应。块状的金属铀暴露在空气中时，表面被氧化层覆盖而失去光泽。粉末状铀于室温下，在空气中，甚至在水中就会自燃。美国用贫化铀制造的一种高效的燃烧穿甲弹—“贫铀弹”，能烧穿30厘米厚的装甲锕板，“贫铀弹”利用的就是铀极重而又易燃这两种性质。 铀元素在自然界的分布相当广泛，地壳中铀的平均含量约为百万分之，即平均每吨地壳物质中约含克铀，这比钨、汞、金、银等元素的含量还高。铀在各种岩石中的含量很不均匀。例如在花岗岩中的含量就要高些，平均每吨含克铀。依此推算，一立方公里的花岗岩就会含有约一万吨铀。海水中铀的浓度相当低，每吨海水平均只含毫克铀，但由于海水总量极大，且从水中提取有其方便之处，所以目前不少国家，特别是那些缺少铀矿资源的国家，正在探索海水提铀的方法。 由于铀的化学性质很活泼，所以自然界不存在游离的金属铀，它总是以化合状态存在着。已知的铀矿物有一百七十多种，但具有工业开采价值的铀矿只有二、三十种，其中最重要的有沥青铀矿(主要成分为八氧化三铀)、品质铀矿(二氧化铀)、铀石和铀黑等。很多的铀矿物都呈黄色、绿色或黄绿色。有些铀矿物在紫外线下能发出强烈的荧光，我们还记得，正是铀矿物(铀化合物)这种发荧光的特性，才导致了放射性现象的发现。 虽然铀元素的分布相当广，但铀矿床的分布却很有限。国外铀资源主要分布在美国、加拿大、南非、西南非、澳大利亚等国家和地区。据估计，国外已探明的工业储量到1972年已超过一百万吨。随着勘探活动的广泛和深入，铀储量今后肯定还会增加。我国铀矿资源也十分丰富。 铀矿是怎样寻找的呢？铀及其一系列衰变子体的放射性是存在铀的最好标志。人的肉眼虽然看不见放射性，但是借助于专门的仪器却可以方便地把它探测出来。因此，铀矿资源的普查和勘探几乎都利用了铀具有放射性这一特点：若发现某个地区岩石、土壤、水、甚至植物内放射性特别强，就说明那个地区可能有铀矿存在。 铀矿的开采与其它金属矿床的开采并无多大的区别。但由于铀矿石的品位一般很低(约千分之一)，而用作核燃料的最终产品的纯度又要求很高(金属铀的纯度要求在99．9％以上，杂质增多，会吸收中子而妨碍链式反应的进行)，所以铀的冶炼不象普通金属那样简单，而首先要采用“水冶工艺”，把矿石加工成含铀60～70％的化学浓缩物（重铀酸铵)，再作进一步的加工精制。 铀水冶得到的化学浓缩物(重铀酸氨)呈黄色，俗称黄饼子，但它仍含有大量的杂质，不能直接应用，需要作进一步的纯化。为此先用硝酸将重铀酸铵溶解，得到硝酸铀酰溶液。再用溶剂萃取法纯化(一般用磷酸三丁酯作萃取剂)，以达到所要求的纯度标准。 纯化后的硝酸铀酰溶液需经加热脱硝，转变成三氧化铀，再还原成二氧化铀。二氧化铀是一种棕黑色粉末，很纯的二氧化铀本身就可以用作反应堆的核燃料。 为制取金属铀，需要先将二氧化铀与无水氟化氢反应，得到四氟化铀；最后用金属钙(或镁)还原四氟化铀，即得到最终产品金属铀。