对于核工业而言,铀是重要的战略资源,那么铀是怎么从矿石变成可使用的核燃料呢?一起来了解一下。
1、开采
自然界中的铀主要有三种同位素:U-238,U-235,和U-234,其中易裂变的U-235是目前主要使用的核燃料。1千克U-235裂变时所产生的能量相当于2700吨标准煤燃烧后所产生的能量。
铀矿的特点是品位低、矿体分散、规模小,含铀量高于0.05%就有开采价值。
2、研磨分离
铀矿石开采出来后,经过破碎、研磨、浸出、固液分离、离子交换或溶剂萃取等一系列过程,得到铀化学浓缩物,这种初级产物是鲜艳的黄色,被称为“黄饼”。
3、转化成金属铀
黄饼经过进一步提纯制备成铀氧化物,再进行化学转化制成二氧化铀或金属铀。
这时的铀产品中铀同位素含量与天然铀相同,即U-235仅占0.71%。也就是说,每1000个铀原子中,只有7个可以利用。
4、浓缩组装
要作为核电厂轻水堆的燃料,需要把U-235的浓度提高到2%至5%,之后才能制成芯块并组装成核燃料组件。