并非所有鈾都可以用于武器。以下是“豐富”的含義。

當(dāng)大多數(shù)人聽到鈾這個(gè)詞時(shí)，他們會(huì)想到蘑菇云、冷戰(zhàn)對峙或科幻小說中發(fā)光的綠色棒（卡塞佐/iStock）

但鈾不僅僅是世界末日恐懼的燃料。它也是一個(gè)令人驚訝的常見元素，在現(xiàn)代能源、醫(yī)學(xué)和地緣政治中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

鈾在 2025 年 6 月重新成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，當(dāng)時(shí)美國對伊朗的地點(diǎn)發(fā)動(dòng)軍事打擊據(jù)信是高濃縮鈾的藏品，此舉重新點(diǎn)燃了圍繞它的緊急對話核擴(kuò)散.

許多頭條新聞都提到了伊朗 60% 的濃縮鈾，但這到底意味著什么？

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作為生物化學(xué)家，我對揭開這個(gè)經(jīng)常被誤解的元素的神秘面紗很感興趣。

什么是鈾？

鈾在元素周期表上排名第 92 位，是一種放射性金屬元素。放射性是一個(gè)自然過程一些原子（如鈾、釷和鐳）會(huì)自行分解，釋放能量。

德國化學(xué)家馬丁·海因里?！た死樟_特最初于 1789 年發(fā)現(xiàn)了鈾，并以新發(fā)現(xiàn)的行星命名天王星.然而，它的力量直到 20 世紀(jì)才被釋放，當(dāng)時(shí)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)鈾原子可以通過一種稱為核裂變.

在裂變，原子核分裂成兩個(gè)或多個(gè)原子核，從而釋放大量能量。

鈾是幾乎到處都能找到.它存在于巖石、土壤和水中。植物和動(dòng)物中甚至有微量的鈾——盡管數(shù)量很少。它大部分存在于地殼中，它就在那里開采和濃縮以增加其最有用的放射性形式鈾 235 的量。

充實(shí)困境

鈾 235 是一種鈾的同位素，它是具有相同基本標(biāo)識(shí)但權(quán)重稍大或稍輕的元素版本。想想同一棵樹上的蘋果。有些大，有些小，但它們都是蘋果——盡管它們的重量略有不同。基本上，同位素是相同的元素，但質(zhì)量不同。

未加工的鈾主要是鈾 238。它僅包含約 0.7% 的鈾-235，這是允許發(fā)生最多核裂變的同位素。因此，濃縮過程濃縮了鈾 235。

濃縮可以使鈾對核武器的發(fā)展更有用，因?yàn)樘烊烩櫅]有足夠的鈾 235 在反應(yīng)堆或武器中正常工作。該過程通常包含三個(gè)步驟.

離心機(jī)旋轉(zhuǎn)鈾以分離出其同位素。

第一步是將鈾轉(zhuǎn)化為氣體，稱為六氟化鈾。在第二步中，氣體被輸送到一臺(tái)稱為離心機(jī)的機(jī)器中，該機(jī)器旋轉(zhuǎn)得非?？臁Ｒ?yàn)殁?235 比鈾 238 輕一點(diǎn)，所以它在旋轉(zhuǎn)時(shí)向外移動(dòng)得更慢，并且兩種同位素分離。

這有點(diǎn)像沙拉旋轉(zhuǎn)器將水與生菜分離的方式。一次旋轉(zhuǎn)不會(huì)產(chǎn)生太大差異，因此氣體連續(xù)通過多個(gè)離心機(jī)旋轉(zhuǎn)，直到鈾 235 濃縮。

鈾通?？梢?a>發(fā)電廠并在濃縮 3%-5% 時(shí)發(fā)電，這意味著 3%-5% 的鈾是鈾 235。濃縮度為 20% 時(shí)，鈾 235 被認(rèn)為是高濃縮鈾，而 90% 或更高的被稱為武器級(jí)鈾。

濃縮水平取決于鈾 235 與鈾 238 的比例。(維基共享資源)

這種高等級(jí)的核武器之所以有效，是因?yàn)樗梢跃S持快速、不受控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，與其他同位素相比，它會(huì)釋放出大量的能量。