工业铀矿怎么获得(铀矿生产工艺)
1. 铀矿生产工艺
乔河作业区位于我国内蒙古自治区赤峰市喀喇沁旗,是一个大型煤炭开采区。乔河矿区是我国最早的现代煤炭工业基地之一,开采历史悠久。该区域的煤炭分布广泛,煤层厚度大,品质优良,是我国重要的煤炭资源区之一。乔河作业区总占地面积约为320平方公里,其中煤田面积约为180平方公里。该区域煤层厚度在 3-26米之间,主要煤种为无烟煤和垄断煤,其中无烟煤品质优良,是国内一级优质煤炭品种之一。乔河作业区同时也是一个典型的煤炭综合利用示范区,通过研发新技术、推广新工艺、实行“煤电联产”等方式,实现了“资源化、产业化、信息化、生态化”四大转化,为我国煤炭工业的可持续发展做出了重要贡献。总之,乔河作业区是我国煤炭产业的重要基地,不仅拥有丰富的煤炭资源,同时也是煤炭综合利用的典范。
2. 铀原料生产
钚-239(239Pu)裂变速度快,临界质量小,要用三米厚的水泥才能挡住核辐射。有些核性能比铀-235(235U)好,是核武器重要的核装料。但是它的毒性大,生产成本高,要建造复杂的生产堆和后处理厂,才能实现工业化生产。它是通过反应堆中产生的慢中子轰击铀-238人工生产的。
钚
中子来源于用于天然铀作成的元件中的铀-235。铀-235裂变中子产额为2-3个,这些中子经慢化后会再次引起铀-235裂变。维持这种裂变反应只需一个次级中子就够了,其余的除被慢化剂等吸收掉的外,即可使天然铀的铀-238转化为钚-239了。所以,生产堆中的核燃料元件,既是燃料,又是生产钚-239的原料。钚-239是从乏燃料元件中分离出来的。实际上,生产堆的作用,就是烧掉一部分天然铀中的铀-235来换取钚-239,平均烧掉一个铀-235原子,得到0.8个钚-239原子。
元素半衰期
钚-239半衰期为2.41万年,常被用作制造核子武器。
钚-238半衰期为88年,并放出α粒子。
钚-240自发裂变的比率很高,容易造成中子通量激增。
3. 铀矿生成
一种化学元素。化学符号 Pu,原子序数 94 ,属周期系ⅢB族,为锕系元素的成员和人工放射性元素。半衰期最长的同位素是钚244。1940年美国G.T.西博格、E.M.麦克米伦、J.W.肯尼迪和A.C.沃尔用152.4厘米回旋加速器加速的16兆电子伏氘核轰击铀时发现钚 238。第二年又发现钚的最重要的同位素钚 239。在自然界中只找到两种钚同位素,一种是从氟碳铈镧矿中找到的微量钚 244,它具有足够长的半衰期,可能是地球上原始存在的。另一种是从含铀矿物中找到的钚239,是铀238吸收自然界里的中子而形成的。其他钚同位素都是通过人工核反应合成的。已发现的有质量数232~246的钚同位素。 元素来源: 自然界中仅铀矿中含有痕量。可用钡蒸气还原三氟化钚而制得。
4. 铀的生产
钚-239
裂变速度快,临界质量小,要用三米厚的水泥才能挡住核辐射。有些核性能比铀-235(235U)好,是核武器重要的核装料。
但是它的毒性大,生产成本高,要建造复杂的生产堆和后处理厂,才能实现工业化生产。
它是通过反应堆中产生的慢中子轰击铀-238人工生产的。中子来源于用于天然铀作成的元件中的铀-235。铀-235裂变中子产额为2-3个,这些中子经慢化后会再次引起铀-235裂变。维持这种裂变反应只需一个次级中子就够了,其余的除被慢化剂等吸收掉的外,即可使天然铀的铀-238转化为钚-239了。
所以,生产堆中的核燃料元件,既是燃料,又是生产钚-239的原料。钚-239是从乏燃料元件中分离出来的。
实际上,生产堆的作用,就是烧掉一部分天然铀中的铀-235来换取钚-239,平均烧掉一个铀-235原子,得到0.8个钚-239原子。
5. 铀矿产区
矿产赋存种类多,全市已探明储量的矿产32种,矿产地96处,其中大型矿床5处,中型矿床15处。
已探明矿产中居全省前列的有石煤、石灰岩、黄铁矿、叶蜡石、大理岩、耐火粘土、铀矿等。位居全国前十位的有石煤、石灰岩矿。主要矿产及累计探明储量有:煤813万吨,石煤7.37亿吨(预测总量61亿吨)、石灰岩5.81亿吨(预测总量31.3 亿吨)、黄铁矿3345万吨(有省内最大的硫铁矿生产矿山)、叶蜡石270万吨、莹石301万吨、大理岩1726万立方米,耐火粘土181.9万吨、含钾砂岩702万吨,磷矿494万吨、钒矿(石煤层中伴生五氧化二钒)310 万吨、铀矿4500吨。此外,金属矿产也探明部分储量:铜矿2.22万吨(2处)、铅矿(5处)2.91万吨、锌矿(5处)8.89万吨、钨矿(2处)1842吨、锡矿(2处)1927吨、银矿(伴生)153吨、黄金(2处)84公斤。天然饮用矿泉水源地3处。