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主题:【原创】谈谈核电 -- 不是老陈

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家园 【原创】续一:谈谈核燃料(1)

火电厂通过燃烧煤、油或者天然气产生热能推动发电机来发电。核电厂的发电的原理也差不多,只不过是通过铀(钚等等)在中子的作用下发生裂变反应释放出来的热能来发电。

1789年,一个叫克拉普罗特(M.H.Klaproth)的德国化学家从沥青铀矿中分离出了一种棕黑色立方晶体,他以为发现了一种新的元素,就用1781年新发现的一个行星——天王星命名它为Uranium,元素符号定为U。1841年,佩利戈特(E.M.Peligot)才发现克拉普罗特分离出的"铀",实际上二氧化铀。他用钾还原四氯化铀,第一次成功地获得了银白色的金属铀。

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纯铀是一种带有银白色光泽的金属,比铜稍软,具有很好的延展性,很纯的铀能拉成直径0.35毫米的细丝或展成厚度0.1毫米的薄箔。铀的比重很大,与黄金差不多,每立方厘米约重19克,象接力棒那样的一根铀棒,竟有十来公斤重。 铀的化学性质很活泼,易与大多数非金属元素发生反应。块状的金属铀暴露在空气中时,表面被氧化层覆盖而失去光泽。粉末状铀于室温下,在空气中,甚至在水中就会自燃。美国用贫化铀制造的一种高效的燃烧穿甲弹—“贫铀弹”,能烧穿30厘米厚的装甲板,“贫铀弹”利用的就是铀极重而又易燃这两种性质。

此后100年,这种普通的金属一直被看作是没有什么用处的东西,唯一的用处是铀的化合物可以用来给玻璃染色。直到1939年,哈恩(O.Hahn)和斯特拉斯曼(F.Strassmann)发现了铀的核裂变现象。自此以后,铀便变得声价百倍。

铀元素在自然界的分布相当广泛,地壳中铀的平均含量约为百万分之2.5,即平均每吨地壳物质中约含2.5克铀,这比钨、汞、金、银等元素的含量还高。例如在花岗岩中平均每吨含3.5克铀。依此推算,一立方公里的花岗岩就会含有约一万吨铀。不过具有工业开采价值的铀矿却很难找,主要分布在美国、加拿大、南非、哈萨克斯坦、澳大利亚等国家和地区。中国大约就只能排到10名以外了,而且铀矿的品位偏低。根据公开的数字,中国国内探明的铀矿大约有7万吨。但是,中国现在核电厂每年需要的铀为1500吨,到2020年,中国建成40座核电站后,每年需要的铀将达到7500吨。这样一来,中国现有的铀矿不到10年就耗尽了。世界的情况也好不到哪里去,根据估计,现在探明的储量只够全球核电站用上30-40年左右。现在国内外对于兴建核电站的一大争议就是,我们是不是还有足够的燃料-铀?随着中国大规模利用核能,铀矿的价格预料会不断攀升。铀资源的争夺肯定会越来越激烈。

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从2005年9月中国核能发展计划公布以后,日本企业就在全球积极获取铀矿的开采权和控制权:

2005年10月伊藤忠商事同哈萨克斯坦国家铀矿公司签订了10年的购买合同。该公司计划把现有的每年4000吨的铀交易量,在五年内扩大到7000吨到8000吨。

2006年2月,哈萨克斯坦(铀储量约占世界总储量的25%,在世界上位居第二)国家原子能工业公司宣布,该国已同日本三井财团的三井物产和关西电力公司签订合同共同开采哈‘梅古杜克’铀矿,两家日本公司将各占公司35%的股份。

2006年10月,三井物产与俄罗斯技术供应出口公司签署协议,开始实施开采雅库特“南方”铀矿区的合资项目。日本人的频繁行动引起了国际市场的关注,国际铀价应声而起。2003年的价格为每磅7美元,2004年为20美元,但是2006年,铀价每磅价格达到了35-37美元。

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中国也在去年签署了有关双方和平利用核能合作和核材料转让的两项协定。澳大利亚联邦议会的协议审议委员会业已同意澳大利亚企业向中国出售铀。(澳大利亚据称储量约占全球已知储量的38%)

关键词(Tags): #铀(当生)#核能(当生)#核燃料(当生)#核电厂(当生)#钚(当生)元宝推荐:爱莲,
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