备注
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大纲
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第一章 铀的性质及分布
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"1789年,德国化学家克拉普罗特..."
  • 1789年,德国化学家克拉普罗特发现铀元素



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"铀有3种天然同位素"
  • 铀有3种天然同位素: 234U(0.006%)、
  • 235U(0.714%)、 238U(99.28%)




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放射性现象:
  • 如果将放射物
  • 放入强磁场中
  • 会出现右图的
  • 情况
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放射性元素的衰变
  • 衰变规律:
  •     α衰变:
  •     β衰变:


  • 核反应遵从的规律
  •    ①质量数守恒
  •    ②电荷数守恒
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1.2  铀在自然界中的分布
  • 1.2.1铀在地球各圈层中的分布
  •    铀、钍、钾在地球中的含量从地壳向地核逐渐降低,地壳中的铀含量最高。在地壳中,下部硅镁层中较低,约为1ppm,硅铝层中最高,约为4ppm。
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1.2  铀在自然界中的分布
  • 1.2.2铀在地壳岩石中的分布
  •       铀在各类岩石中的分布不均匀,平均铀含量各有不同。在各类岩浆中,以酸性岩中的铀含量最高,可达3.5ppm,超基性岩中的铀含量最低,为0.003ppm。沉积岩中,以富含有机质、磷酸盐质及粘土质的岩石中铀含量较高。区域变质岩中铀含量决定于变质前原岩的含铀性和岩石的变质程度。
  •      铀含量的变化,与区域地球化学背景、岩浆岩的演化特点及形成条件等诸因素有关。
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1.2  铀在自然界中的分布
  • 1.2.3铀在水圈中的分布
  •    水圈中的水体中,以海水中的铀含量变化最小。海水中铀为3×10-6克/升。湖水中铀含量变化较大,,取决于水源的地理位置、气候条件。在高山区和两极地带铀含量较低,干旱草原地区的铀含量较高。
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1.3  铀在自然界的存在形式
  • (1)铀矿物形式
  •    目前在自然界已发现有140多种铀矿物,如沥青铀矿、晶质铀矿、钒钾铀矿等。以矿物形式存在的铀是工业用铀的主要来源。
  • (2)类质同象混入物形式
  •    铀常以类质同象混入物形式赋存在其他元素矿物的晶格中。铀可与Th,RE,Zr,Ca等进行类质同象置换。方钍石、黑稀金矿、褐钇铌矿、烧绿石、钍石、独居石、磷钇矿、褐帘石、锆石、胶磷矿等矿物中铀主要以类质同象混入物形式存在。
  • (3)分散吸附形式
  •    分散吸附形式是铀在各种岩石和矿物中最普遍的一种存在形式。分散吸附的铀主要呈离子状态分布在矿物的结晶水、液体包裹体和粒间溶液中;或被吸附在矿物晶体表面、解理面、裂隙面上;或被有机物质、沥青质吸附和吸收。
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核燃料资源
  • 自然核燃料资源
  •        铀、钍、氘、锂
  • 人工核燃料
  •    钚、铀-233、氚、氦-3
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"235U能维持自持裂变链式反应..."
  •                  235U能维持自持裂变链式反应,1kg  235U裂变释放的能量相当于 2700 t 标准煤燃烧产生的能量.



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核工业的分类
  • 核燃料工业
  •       铀矿地质勘查、铀矿开采、铀矿水冶 、同位素分离、
  •       燃料元件制造、重水生产。
  • 核动力工业
  •     反应堆工程 、核电站 、核动力潜艇。
  • 放射性同位素与辐射工业
  •     放射性同位素生产、放射性同位素仪表制造、核医学、
  •     核农学、辐照装置的制造 和利用。
  •  核武器工业
  • 核废物处理与处置工业


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核工业生产
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核能是迅猛发展的新能源
  •    化石燃料的短缺迫使人们寻找替代能源,核能是目前最有发展前景的重要新能源.
  •    ★核能是清洁的能源
  •    ★核能是安全的能源
  •    ★核能是经济的能源
  •    ★核能是资源极其久远的能源


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"世界铀资源可以保证目前..."
  • 世界铀资源可以保证目前规模的热堆使用60年,如果待查明资源得到应用,可以使用200~300年。
  • 热堆使用MOX元件,大约可以节省27%的铀资源,就是使热堆使用年限提高到80年,或300年以上。
  • 快中子增殖堆可以使铀资源利用率提高60倍,因而使用年限达到4000年。
  • 聚变堆的开发应用,可永远解决人类能源的使用。


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铀资源保障是核能发展的关键
  •          开发核能,发展核电必须要有铀作为最基本的原料,它是核工业的基础。