日本核电站所用的核燃料(浓缩铀之类的)从哪里获得?是自己提炼还是从其他国家进口?
浓缩铀是什么?铀是存在于自然界中的一种稀有化学元素,具有放射性。根据国际原子能机构的定义,丰度为3%的铀235为核电站发电用低浓缩铀,铀235丰度大于80%的铀为高浓缩铀,其中丰度大于90%的称为武器级高浓缩铀,主要用于制造核武器。
现在的核电站使用的是铀核燃料。铀有12种同位素(铀-226~铀-240)。其中的铀-234不会发生核裂变,铀-238在通常情况下也不会发生核裂变,而铀-235这种同位素原子能够轻易发生核裂变,或者说,做核燃料的实际上是铀-235。但是,从矿山里开采出来的铀里面,铀-235的含量却又是很低,仅占0.64%,绝大部分是铀-238,它占了99.2%。这就相当于我们的煤饼厂或炼油厂,生产出的煤饼里大部分是泥沙,当然也就没法燃烧。根据研究结果,在铀核燃料中铀-235的含量要达到3%以上才能燃烧。因此,开采出来的铀,并不同于开采出来的煤块直接可以用做燃料,它需要经过提纯、浓缩的手续,把铀-235的含量比例提高之后,方能用做燃料。
浓缩铀的提炼铀是作为一种稀有化学元素,在天然矿石中铀的三种同位素共生,其中铀235的含量非常低,只有约0.7%。为满足核武器和核动力的需求,一些国家建造了铀浓缩厂,以天然铀矿作原料,运用同位素分离法(扩散法、离心法和激光法等)使天然铀的三种同位素分离,以提高铀235的丰度,提炼浓缩铀。
获得铀是非常复杂的系列工艺,要经过探矿、开矿、选矿、浸矿、炼矿、精炼等流程,而浓缩分离是其中最后的流程,需要很高的科技水平。获得1公斤武器级铀235需要200吨铀矿石。 由于涉及核武器问题,铀浓缩技术是国际社会严禁扩散的敏感技术。除了几个核大国之外,日本、德国、印度、巴基斯坦、阿根廷等国家都掌握了铀浓缩技术。提炼浓缩铀通常采用气体离心法,气体离心分离机是其中的关键设备,因此美国等国家通常把拥有该设备作为判断一个国家是否进行核武器研究的标准。
提纯浓缩铀含量的技术比较复杂,因为元素的各种同位素,如同“孪生姐妹”,无论在物理性质和化学性质上都十分相似,采用通常的各种物理提纯方法或者化学提纯方法收效都甚微,代价却很高。所有这些提纯方法,它们的工艺过程都比较复杂,办厂投资高,运转过程中消耗的能量也高;而且产量低,生产出的铀核燃料成本大。因此,科学家一直在找新提纯方法。现在,激光科学工作者提出用激光进行提纯,或许这种方法能够大大地降低生产铀燃料的成本。
铀是存在于自然界中的一种稀有化学元素,具有放射性。根据国际原子能机构的定义,丰度为3%的铀235为核电站发电用低浓缩铀,铀235丰度大于80%的铀为高浓缩铀,其中丰度大于90%的称为武器级高浓缩铀,主要用于制造核武器。获得铀是非常复杂的系列工艺,要经过探矿、开矿、选矿、浸矿、炼矿、精炼等流程,而浓缩分离是其中最后的流程,需要很高的科技水平。获得1公斤武器级铀235需要200吨铀矿石。 由于涉及核武器问题,铀浓缩技术是国际社会严禁扩散的敏感技术。目前除了几个核大国之外,日本、德国、印度、巴基斯坦、阿根廷等国家都掌握了铀浓缩技术。提炼浓缩铀通常采用气体离心法,气体离心分离机是其中的关键设备,因此美国等国家通常把拥有该设备作为判断一个国家是否进行核武器研究的标准。 现时的核电站使用的是铀核燃料。铀有三种同位素,即铀-234、铀-235和铀-238。其中的铀-234不会发生核裂变,铀-238在通常情况下也不会发生核裂变,而铀-235这种同位素原子能够轻易发生核裂变,或者说,做核燃料的实际上是铀-235。但是,从矿山里开采出来的铀里面,铀-235的含量却又是很低,仅占0.64%,绝大部分是铀-238,它占了99.2%。这就相当于我们的煤饼厂或炼油厂,生产出的煤饼里大部分是泥沙,当然也就没法燃烧。根据研究结果,在铀核燃料中铀-235的含量要达到3%以上才能燃烧。因此,开采出来的铀,并不同于开采出来的煤块直接可以用做燃料,它需要经过提纯、浓缩的手续,把铀-235的含量比例提高之后,方能用做燃料。 提纯浓缩铀-235含量的技术比较复杂,因为元素的各种同位素,如同“孪生姐妹”,无论在物理性质和化学性质上都十分相似,采用通常的各种物理提纯方法或者化学提纯方法收效都甚微,代价却很高。现时用来提纯铀-235的主要方法有气体扩散法、离子交换法、气体离心法、蒸馏法、电解法、电磁法、电流法等,其中以气体扩散法最成熟,制造第一颗原子弹用的铀核材料就是用这种方法制造出来的。所有这些提纯方法,它们的工艺过程都比较复杂,办厂投资高,运转过程中消耗的能量也高;而且产量低,生产出的铀核燃料成本大。因此,科学家一直在找新提纯方法。现在,激光科学工作者提出用激光进行提纯,或许这种方法能够大大地降低生产铀燃料的成本。 用激光提纯、浓缩铀-235的主要依据是激光有极好的单色性,以及各同位素原子的同位素光谱位移。各个同位素原子核含的中子数目不同,它们的能级发生所谓同位素位移,发射出来的光辐射波长出现差异,当然,相差的数值是十分小的。但是,激光的单色性很好,能够做到用和某种同位素原子发射的光辐射波长相同的激光去激发其中的一种原子,而不会把其他同位素原子一起激发,亦即是说,用激光可以做到单独把各种同位素原子中的一种激发到高能态,或者把它的原子电离。被电离的同位素原子再用电场就可以把它从同位素混合物堆中单独“拉”出来,收集后就可以单独获得这种同位素。如果是把这种同位素的原子激发到高能级去的,我们便可以利用在高能级的原子和在基态的原子参加化学反应的活动能力不同,通过化学反应方法把它给分离出来。 用激光的方法提纯浓缩铀-235,比现有的各种方法都优越,生产设备可以大大简化,生产成本也可以大大降低。根据科学家的估计,生产投资大约只有气体扩散法的1/2,生产过程中消耗的能量只有气体扩散法的1/10左右。所以,世界各国都很重视开发这种铀核燃料生产技术。美国从1977年就开始研究用激光提纯浓缩铀燃料,从实验上证实了这种方法在原理上的可行性。1982年,美国能源部确定,今后使用激光来生产铀核燃料。 用激光提纯浓缩铀-235的技术路线有两条:一条称为原子法,另一条称为分子法。原子法提纯时用的原料是经过提炼铀矿得到的铀块。先用炉子把这铀块加热到高温,形成铀原子蒸气,在这铀蒸气里面包含有铀元素的同位素铀-234、铀-235、铀-238的原子。然后用在可见光波段的激光(比如用铜蒸气激光泵浦的染料激光器)照射这铀原子蒸气。调谐激光器的输出波长,让它落在铀-235的原子吸收谱线中心,使它单独获得激发或者电离。其后再使用其他物理方法便可以把铀-235原子从同位素铀混合气体中分离出来。这条技术路线现在已经比较成熟,达到生产应用阶段。分子法使用的原料是铀的分子化合物(比如六氟化铀)。用在中红外波段的激光(比如波长16微米的激光)照射这种化合物,并且选择的激光波长正好是让铀-235的这种化合物的分子获得激发(或电离),再通过前面在原子法中用的物理方法或化学方法把含铀-235的分子化合物从混合中分离出来,再对含铀-235的分子化合物作化学分解反应,便可以获得铀-235。这条技术路线现在还未达到生产阶段,不过,从发展的潜力来说,分子法比原子法优越。一方面是因为分子法分离时使用的原料是铀的分子化合物,原料来源比较丰富;其次是在分离的工作过程中不需要加热,而原子法则需要加热到2000多度,使铀原料形成蒸气。高温铀蒸气有很强的腐蚀性。因此分子法的生产设备会比较简单,生产成本也相应较低。
麻烦采纳,谢谢!
日本核电站所用的核燃料通常是从其他国家进口的。日本没有自己的铀矿资源,因此需要从其他国家购买浓缩铀或其他核燃料。这些国家包括澳大利亚、加拿大、南非和美国等。
日本核能行业经过多年的发展,已经形成了一套严格的核燃料进口和监管制度。进口的核燃料通常需要进行质量检查和安全检测,以确保它们符合国际标准和日本核能法规的要求。同时,日本还积极参与国际核不扩散和核安全合作,以确保核燃料的合法性和安全性。
肯定是进口的,弄不好就是我们国家稀土出口造成的!
浓缩铀是做核武器用的...不是核电的...
日本式资源贫乏国家...基本可以确认是进口的....
核电站使用过后核燃料称什么
目前的环境污染问题大部分是由使用化石燃料引起的。由二氧化碳等造成的温室效应以及二氧化硫和氮氧化物等造成的酸雨正在全球范围内破坏人类赖以生存的生态环境。一座100万千瓦的烧煤电站每年要烧300万吨煤,产生的废物总量要超过300万吨,特殊是火电站排入环境中的放射性物质比核电站排出的还要多!法国1990年...
核电厂发电是用核裂变还是核聚变,为什么
核电厂发电是用核裂变。核电站是利用核裂变或核聚变反应所释放的能量产生电能的热力发电厂。由于控制核聚变的技术障碍,目前商业运转中的核能发电站都是利用核裂变反应而发电。核电站在台湾称做“核能发电厂”或简称“核电厂”,在中国称作“核电站”。核电站属于高效率的能源建设,对于温室气体、二氧化碳...
为什么只能用铀和钚来做核燃料?而其它的元素却不行?
就目前的情况来看,虽然人类还无法有效地掌控核聚变释放的能量,但人类对核裂变的应用还是小有成就的,迄今为止,人类已建成了数百个以核裂变为基础的核电站,不过这些核电站所使用的核燃料都是铀和钚。那么问题就来了,地球上那么多重元素,为什么只能用铀和钚来做核燃料?而其它的元素却不行呢?下面...
一座大型核电站每年耗用多少核燃料?
核电站,每年只消耗1.5吨裂变铀或纯钚,一次换料可以满功率连续运行一年。可以大大减少电站燃料。自然界中能直接用于核燃料的只是铀235,能进行链式核裂变反应,并放出大量能量。所以核能的开发、利用,只能是以铀开始。铀矿中绝大多数的铀238并不能直接用于核裂变。
目前核电站一般利用的是什么产生的能量
核电站是以铀为燃料,利用核反应堆把铀原子核裂变产生的能量转化为水和水蒸气的内能,又把内能转化为发电机子的机械能,最终机械能转化为电能。核电站是指通过适当的装置将核能转变成电能的设施。核电站以核反应堆来代替火电站的锅炉,以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量,使核能转变...
...这个消息的一个理由是日本本国核电站远超本身需
而日本商用核电站所采用的都是轻水反应堆(LWR,包括沸水堆BWR和压水堆PWR)。轻水堆使用过的核燃料棒(乏燃料棒)中的钚,一般而言,钚240的含量为18~30%,并不适合用于制造原子弹。当然,日本人可以将核燃料棒短时间使用后即从反应堆中卸出,这样可以得到等级稍高的钚。但日本的核设施都在IEAE的...
核电站利用什么发电?主要是水吧?中国的核电站很少吧(比起美国)?还是用...
中国核电站少的主要原因是,核电建设成本高,而且大型核电技术我国也是刚刚掌握,此外我国的铀矿少,品位低,核燃料的来源受制于人,成本高,此外还有人们的传统观念的制约。美国的核电技术起步早,法国、日本的核电技术最早也是引进美国技术发展起来的,不过美国有三十年没有建设新的核电站了,主要原因还是...
核电站用什么发电
只有较轻的原子核才能发生核聚变,比如氢的同位素氘、氚等。核聚变也会放出巨大的能量,而且比核裂变放出的能量更大。太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程,它的光和热就是由核聚变产生的。问题二:核电站利用什么发电?主要是水吧?中国的核电站很少吧(比起美国)?还是用煤吧? 伐ttp:\/...ala0_1 ...
核电站是怎样发电的?有哪些科学原理?
核电站是一种新型的发电站,利用原子核内所含的能量来发电。核电站大致可分为两部分,一部分是利用核能产生蒸汽的岛,包括反应堆设备和一次回路系统;另一部分是利用蒸汽发电的常规岛,包括涡轮发电机系统。核电站使用铀作为燃料。铀是一种重金属。由铀制成的核燃料在一个被称为反应堆的装置中分裂,...
核电站每天都在运作,那么核电站用完的核废料最后都去哪了?
核电站每天都在运作,那么核电站用完的核废料最后都去哪了?核电站运转中确实会产生燃烧过的乏燃料不足、乏控制棒等放射性废弃物。 地球上有很多活火山,可以把核废料扔到火山口去融化核燃料使用的主要材质是二氧化铀陶瓷燃料的芯块,二氧化铀的熔点一般为2800,燃料棒的外壳为锆铌合金。 这是因为锆铌...
辛符荧光: 正常来讲,核电站的核燃料都是铀235.这种燃料是可控的,相对安全的.然而据传日本因为和平宪法的限制不能发展核武器,于是利用核电站来搞核试验,在3号机组当中使用了铀和镮的混合燃料.镮是一种剧毒的物质,5g的镮就可以毒死全世界的人.如果镮因为核泄漏而流入太平洋,那对地球而言将是一场灭顶之灾……
钟山县13456617784: 小日本核电厂核燃料是什么?
辛符荧光: 现在核电站用的燃料都是浓缩金属铀. 世界上所有核电站都是用金属铀,但不是只要是铀矿石都能做核燃料.. 必须是浓缩的.
钟山县13456617784: 福岛核辐射钚,是核电站发电的主要原料吗? - ?
辛符荧光: 不是这样的.核电站反应堆主要原料是铀棒,反应物为浓缩铀,最主要为铀-235,它是铀的一种同位素,在反应堆里进行可控核裂变,释放出的热量加热水,高压水蒸气推动汽轮机发电.而钚是由氘核轰击铀核生成,是一种锕系超铀元素.钚不会作为核反应堆的燃料,因为它是武器级的放射性元素,用于制造核武器.
钟山县13456617784: 日本核电站爆炸相当几个于子弹? - ?
辛符荧光:[答案] 福岛核电站的核燃料是只有2%~4%浓缩铀,核弹是90% 这2者是能量完全不在一个级别,核弹爆炸能量是瞬间成指数倍增长,福州核电站就算反应堆核心完全烧毁,也只能影响到50公里的范围,处在范围以外就能保证人的健康. 而且日本还有杀手锏...
钟山县13456617784: 日本地震整出4000多核弹的原料? - ?
辛符荧光: 首先声明,我对这些也是一知半解,仅从一些公开信息上了解了一些,希望可以解答你的疑惑.所谓四千枚核弹,我认为它可能指的是核燃料棒.据一些军事节目的介绍,核电站所用的核燃料为20%的浓缩铀,而武器级浓缩铀则要达到90%....
钟山县13456617784: 日本核电站泄漏出来的核素有哪些? - ?
辛符荧光: 日本核电站核燃料有两种,一是铀,二是铀和钚的混合燃料,其中铀的危害性相对较小,后者危害性是前者的200万倍.
钟山县13456617784: 日本核电站用的铀是铀235还是铀238 - ?
辛符荧光: 铀235,铀238不是实用的核燃料
钟山县13456617784: 福岛核电一个机组的核燃料相当多少TNT当量? ?
辛符荧光: 美国扔在日本广岛的那颗原子弹的装料是10公斤,铀-235大约占90%以上,TNT当量2万吨;一座核电站反应堆里的铀-235一般是几百公斤,如果用来制作原子弹,我估计能量至少要大于10 倍以上,即20万吨以上当量.但是核反应堆不会像原子弹那样爆炸,因为在反应堆里,铀-235燃料是分散布局的,达不到核爆的条件.
钟山县13456617784: 日本的核电站的核燃料棒是什么元素?
辛符荧光: 日本的核燃料是铀和钚
钟山县13456617784: 日本核电站是什么类型 - ?
辛符荧光: 压水反应堆,沸水反应堆为主,和中国一样,全世界都是用这种...回LS,核电站都是用的2%~4%浓缩铀,核弹是90%浓缩铀,现在还没人研究出来怎么从核弹取得能量