核能的诞生之旅:从哪里提炼核

铀矿石中的秘密
说到核能,就不得不提起铀。铀是一种天然存在的放射性元素,正是它赋予了核能强大的能量。核能的提炼之旅始于铀矿石的开采。铀矿石遍布世界各地,但主要的产区集中在澳大利亚、加拿大和哈萨克斯坦等国家。
精炼的过程
开采出的铀矿石经过一系列精炼过程,提取出氧化铀。氧化铀经还原成四氟化铀后,再经过一系列的化学反应,最终生成高浓度的六氟化铀。六氟化铀具有挥发性,可用于离心机进行同位素分离。
同位素分离
离心机利用离心力分离铀的同位素。铀最常见的两种同位素是铀-235和铀-238。铀-235是具有放射性的同位素,能发生核裂变,释放出巨大的能量。而铀-238则是一种稳定的同位素,不能发生核裂变。离心机通过高速旋转,将较重的铀-238与较轻的铀-235分离。
铀浓缩
经过离心机分离,铀-235的含量从天然存在的0.7%提高到约3-5%。浓缩后的铀被称为浓缩铀。浓缩铀是制造核燃料和核武器的关键原料。
核燃料棒
为了利用核能发电,需要将浓缩铀制成核燃料棒。核燃料棒通常由氧化铀粉末制成,包裹在金属管中。核燃料棒堆叠在反应堆中,形成反应堆堆芯,释放出核裂变的能量,产生热量,再通过热交换器将热量转化为蒸汽,驱动汽轮机发电。
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