天然铀(Natural uranium,NU,Unat[1])即与自然界同位素比率(丰度)相同的,包含0.711%铀235,99.284%铀238,痕量铀234(0.0055%)。约2.2%的放射来自铀235,48.6%来自铀238,49.2%来自铀234。

天然铀可作为高或低功率反应堆燃料。历史上,石墨慢化反应堆重水慢化反应堆一直用金属(U)或二氧化铀 (UO2)陶瓷形式的天然铀作燃料。然而,使用三氧化铀(UO3)和八氧化三铀(U3O8)的实验燃料已显示出前景。[2]

轻水反应堆核武器中,0.72%的铀235不足以维持链式反应,必须用浓缩铀。核武器的铀235浓度为90%,轻水反应堆的铀235浓度约3%。[3]未浓缩的天然铀可作为重水堆的合适燃料,如CANDU反应堆。

在地质历史早期,铀235更丰富时,铀矿石在极少数情况下自然裂变,形成天然核反应堆。与铀238(半衰期45亿年)相比,铀235衰变较快(半衰期7亿年),前者衰变极其缓慢,因此十亿年前的铀235存量为现在的两倍。

曼哈顿计划期间,Tuballoy用作指代精炼状态的天然铀,这词仍然偶尔使用。第二次世界大战期间亦用“X-Metal”为铀的代号。同样,浓缩铀称为Oralloy(指橡树岭合金),贫铀称为Depletalloy。

参见 编辑

参考资料 编辑

  1. ^ Nuclear Fuel Cycle Overview. World Nuclear Association. October 2014 [2014-10-15]. (原始内容存档于2016-01-30). 
  2. ^ Oak Ridge National Laboratory (编). Design Parameters for a Natural Uranium UO3- or U3O8-Fueled Nuclear Reactor (PDF). [2022-02-09]. (原始内容 (PDF)存档于2013-05-13). 
  3. ^ Loveland, W.; Morrissey, D.J.; Seaborg, G.T. Chapter 16 Nuclear Reactor Chemistry. Modern Nuclear Chemistry (PDF). 2006 [2022-02-09]. (原始内容 (PDF)存档于2016-03-03).