许多人都知铀,铀是用来制造原子弹的重要原料。同时,它也是海水中储量最大的放射性元素。
陆地上铀的储量非常有限,总量才约为200万吨,而在海洋中,它的总量就高达40亿吨,是陆地储量的2000倍。
在自然界中,铀有三种同位素,质量数分别为235、238和234。天然铀矿主要成分是铀-238,约占总量99.28%,而铀-235只占O.715%,铀-234就更少了。铀-235的原子核,在受到中子轰击时,会分裂为两个碎核,同时还有两三个中子放射出来,这种现象,叫做核裂变。在核裂变过程中,新产生的中子能够继续使其他的铀-235原子核裂变,并持续进行,且规模越来越大,同时放出巨大能量。这种一环套一环如链条一样持续的反应,即为“链式反应”。如果铀的数量足够多,而对产生的中子又不加以控制,则所发生的链式反应,只需在极短暂的时间内就会发生原子爆炸。所以,铀可以用作原子弹内的炸药。1千克铀-235的爆炸威力,相当于两万吨烈性TNT炸药。
铀-235对于人们和平利用核能也有重要意义。它被放到原子能反应堆中,用种种办法加以控制使其不发生爆炸,而是缓慢地释放原子能。1克铀-235裂变时放出的能量,约等于两吨半煤燃烧时放出的能量,如果用铀-235做原子燃料,很显然,人们便会节约大量煤和石油。今天,世界上许多国家,包括中国,都已建立了自己的核电站,使铀-235为人类服务,同时,核潜艇、航空母舰、破冰船也已在海洋上航行。
铀的用途如此之大,同时,它又主要储藏在海水中,这使得许多国家都加紧从海水中提取铀这一课题
的研究。目前,从海水中提取铀仍很复杂,因为一升海水仅含铀百万分之三克。这意味着1吨海水中仅含有0.03克铀。据科学家估计,世界上将耗用的几百万,所以把陆地上所储藏的铀全部开发出来是不够的,海水提取铀是当代科技必须解决的课题。我们相信,人类的智慧终将解决这一难题。
海水中储量最大的放射性元素——铀
氢和氢的放射性同位素
氕氘氚
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