天然铀矿石是如何变成核电站发电的核燃料的？

揭秘核能的秘密：从天然铀矿石到核电站核燃料的华丽蜕变

核能的能源奇迹源于两种形式：裂变能与聚变能。目前，核电站的能源心脏正是裂变能的运用，而这一过程的启动，离不开三种易裂变核素的卓越贡献——铀-235、钚-239和铀-233。有趣的是，只有铀-235在自然界中的天然铀矿床中以混合物的形式存在，铀-238和极少量的铀-234则是它的伴生物。

从地下矿藏到发电燃料的旅程并非易事，它始于严谨的勘查与开采。首先，工业品位的铀矿石被从地壳深处开采出来，开始了它的变身之旅：铀矿石加工、提炼、转化和浓缩，每一个环节都至关重要。

铀矿石炼金术

铀矿石加工冶炼是个精细的过程，包括破碎、磨细，然后通过酸法或碱法选择性地提取铀元素，形成含铀的浸出液。铀的提取通过离子交换法或溶剂萃取法进行，最终沉淀出那块象征性的“黄饼”——富含铀的重铀酸盐或铀酸盐。接下来，黄饼经过提纯和煅烧，转化为八氧化三铀，这个过程是迈向核燃料的关键一步。

提纯阶段，铀化学浓缩物通过萃取、离子交换或分布结晶方法提升至核能所需的极高纯度。直接从矿石到四氟化铀的简化工艺，也显示出科技的进步。铀的转化则涉及将氧化物转化为氟化物，以利于后续的浓缩处理。

浓缩的艺术

天然铀的铀-235丰度仅有0.71%，远低于核电站所需的3%-5%。浓缩阶段是将这个比例提升的关键步骤，过去依赖气体扩散法，现在则依赖于气体离心法或前沿的激光分离技术。这个过程的精确性和复杂性，对于核能的和平利用和防扩散控制至关重要。

燃料元件的制造则是个性化的过程，根据反应堆类型，如轻水堆的棒状燃料元件，需要将浓缩的六氟化铀转化为二氧化铀，再经高温烧结和抛光，最终制成核燃料棒，组装成燃料组件，融入核电站的脉搏之中。

完整的核燃料循环

从铀矿石到燃料棒，这只是核燃料循环的冰山一角。完整的链条还包括勘查开采、乏燃料处理和放射性废物管理。我国经过几十年的努力，已建立起成熟的核燃料循环体系，向着可持续发展的目标迈进，遵循热中子堆、快中子堆到聚变堆的三步走战略，致力于构建更先进的能源未来。

在这个科技与自然的交汇点，我们见证了核能从地下矿石到能源巨轮的转变，这是一场关于能量、创新与责任的壮丽篇章。

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奥克洛核反应堆的困扰疑惑
答：这一令人震惊的结论缘自1972年科学家在非洲加蓬奥克洛地区发现的天然核反应堆。进行了数十年研究后，科学家今天终于弄清楚这些相当于100千瓦“迷你核电站”的反应堆，在曾经持续15万年的一段时期内，是如何每3个小时进行一次能量输出的。 奥克洛（Oklo）是非洲加蓬共和国一个铀矿区的名字。正是从这个...

核电站核心设备名称
答：1. 核电站的核心设备是核反应堆，其中关键的组件是铀棒。2. 这些铀棒含有3%的浓缩铀，也可以称之为富集铀。3. 铀矿石不能直接用作核燃料。它需要经过精选、碾碎、酸浸、浓缩等步骤，制成具有一定铀含量和特定几何形状的铀棒，才能在反应堆中发挥作用。4. 核燃料组件包括燃料棒（即铀棒）、导向管...

核能的核能知识
答：况且以世界能源消费的水平来计算,地球上能够用于核聚变的氘和氚的数量,可供人类使用上千亿年。因此,有关能源专家认为,如果解决了核聚变技术,那么人类将能从根本上解决能源问题。1.核工业的主要业务范围核工业的主要业务范围包括:铀矿勘探、铀矿开采与铀的提取、燃料元件制造、铀同位素分离、反应堆发电、乏燃料后处理...

非洲发现核反应堆,存在时间达20亿年,地球真的存在史前文明吗?_百度...
答：铀235含量低，只有一个原因，那就是这是铀矿石曾经“燃烧过”。而且根据此前化学家的研究结果，铀235的放射性半衰期大概是7亿年。经过科学家的研究和认定，该地区的铀矿石在20亿年前就开始燃烧了。核反应的发生，需要有一定的条件，比如人类建造核电站，通常都是利用核裂变反应堆，然后控制其中的链式...

我的世界工业2如何制作核电站
答：首先需要准备材料：反应堆，反应仓，反应堆压力容器，反应堆红石接口，反应堆访问接口，反应堆流体接口。这些材料共同组成热核电的主体结构。我的世界1.8.1版本里有铀矿吗?在哪里能找到,如何做成核电站1、铀矿石(UraniumOre)采集后会掉落出1个铀矿，在压缩机内压缩后成为铀锭。它会出现在64层以下的任何...

需要多少浓缩铀才够制造核武器?
答：1公斤核武器级铀235需要200吨铀矿石。铀是存在于自然界中的一种稀有化学元素，具有放射性。铀主要含三种同位素，即铀238、铀235和铀234，其中只有铀235是可裂变核元素，在中子轰击下可发生链式核裂变反应，可用作原子弹的核装料和核电站反应堆的燃料。根据国际原子能机构的定义，丰度为3％的铀235为核...

核裂变反应堆的堆芯包括哪几部分各自的作用是什么
答：会对人造成伤害，因此必须有可靠的防护措施。综上所述，核反应堆的合理结构应该是：核燃料＋慢化剂＋热载体＋控制设施＋防护装置。还需要说明的是，铀矿石不能直接做核燃料。铀矿石要经过精选、碾碎、酸浸、浓缩等程序，制成有一定铀含量、一定几何形状的铀棒才能参与反应堆工作。

关于 铀……
答：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...

核是什么?核武器又是什么?
答：人们发现,在某种外来能量的作用下,原子能够发生裂变,释放出中子,而释放的中子则会撞击其他的原子核,使其分裂,再度释放出中子,形成一个连锁的反映,如果反映的速度是可以控制的,就能用来发电了,这就是核电站用的核反映堆。如果让这种反映不受控制的在短时间里发生,就会在短时间里发出巨大的能量了,这,就是核裂变...

核动力航母的核反应堆是聚变还是裂变
答：综上所述，核反应堆的合理结构应该是：核燃料＋慢化剂＋热载体＋控制设施＋防护装置。还需要说明的是，铀矿石不能直接做核燃料。铀矿石要经过精选、碾碎、酸浸、浓缩等程序，制成有一定铀含量、一定几何形状的铀棒才能参与反应堆工作。核聚变 核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下...