铀——一种核工业的重要原料,但也是一种稀有元素,有了它,美国才成为了世界上第一个研制出原子弹,并在日本的广岛和长崎进行了“核爆”、建立威权的国家;有了它,我们现在才能利用着清洁无忧的核电,过上人人不缺电的生活。
这让它成为了世界诸国争抢的紧俏货,就连我国也是其中一位“争夺者”。
可值得一提的是,在不远的未来,我国很可能就能够摆脱这种“争抢”的局面了。
因为,我国即将拥有一个常规化的获铀渠道——海水提铀。
今年7月,陕西科技大学的强涛涛教授团队,发布了一项关于“海水提铀”的重磅成果,论文刊登在Desalination上,引起了国际的多方关注。
海水提铀究竟是如何操作的?又为何说它可能让中国摆脱“缺铀”的窘境呢?铀为何物?有什么用?首先,在了解“海水提铀”前,我们得要明白:铀为何物,有什么用?“铀”一般指代的是铀元素,在元素周期表中排作92号,是一种金属元素。
最早发现该元素的科学家名叫马丁·克拉普罗特,这是一位德国人,当时捷克斯洛伐克共和国境内能够开采出一种神秘矿石(沥青铀矿),它不同于正常金属矿石的特性,让无数科学家都为之着迷。
克拉普罗特便就是其中一员,他把这种矿石带到柏林实验室进行提纯实验,在历经“分解”和“燃烧加热”后,克拉普罗特从这种矿石里拿到了一些黑色粉末(铀的氧化物)。
克拉普罗特对此十分满意,他以威廉·赫歇尔发现的天王星来命名此种新元素---------铀。
在一连几次试验之后,人们发现这种名为铀的黑色粉末有很强的染色性,就开始将它用于陶瓷工业、玻璃工业和纺织业的染色。
所以最早的铀,其实是一种工业染色剂,可谓是元素界的“屈才”典范。
而铀所受的这种委屈,直到十九世纪末才终于有了好转,先是法国物理学家贝克勒尔得出铀元素具备放射性的可能,后又是居里夫人经过反复试验,对“反射性”理论予以了证明。
这让铀元素逐渐成为了物理学界的潮流热门,全世界的科学家都开始了对铀的研究,其中就包括两名德国化学家,哈恩和施特拉斯曼。
他们在对铀进行深入探究时,发现铀可以通过核裂变的方式来释放巨大的能量。
也正是这一次发现,让核武器和核能源成为了可能,德国由此成为第一个研究铀核的国家。
战争但受制于铀的稀缺,再加上德国当局的不重视,德国的核研究速度相当缓慢,德国直到战败,都没能完成核武器的整体研究。
反倒是敌对的美国,在爱因斯坦等人的建议下,开始大力地开始核工业研发,最后还在日本成功扔下了入门级核武器-----------原子弹。
这也便有了前文的桥段,日本广岛于8月6日升起了巨大的蘑菇云,无数日本人及其建筑都瞬间化为灰烬,就连远处观望的人,也被强大的光能灼瞎了双眼,变成“两眼无珠”的状态。
同时,伴随而来的放射雨,让整个城市幸存者的生命都定格于20年,他们会在折磨和痛苦中走向死亡。
广岛之炎的三天后,长崎也迎来了如此“殊荣”,新原子弹对长崎人同样不客气,在燃爆的一瞬间,就直接造成了长崎市三分之一人口的伤亡。
而在这两颗原子弹的轰击下,日本军国主义也终于走向了灭亡,随即宣布投降。
由此我们不难看出,铀在武器上的运用,是十分具有威胁性的。
能源当然,铀的作用并不仅仅局限于武器而已,它在和平年代同样也有大用,那就是核能源的运用。
正如前文所言,德国科学家的实验,让世人认识到铀能释放强大的能量。
所以,苏联人就想到,如果用铀代替煤炭,那是不是就能发出更多电了?本着这一想法,苏联科学家开始在火力发电系统的基础上,进行了核能改装,并于1954年建成了第一座核电站----------奥布灵斯克核电站。
随着第一座核电站的运作,世人开始意识到“核电”的高效性,据统计,一公斤铀能释放的80万亿焦耳的能量,这相当于3000吨煤炭燃烧的能量和。
而众所周知,无论是火力发电站,还是核电站,它们的本质其实就是“烧开水”,借助水蒸气带动电机涡轮,从而达到发电目的。
因此,发电量和燃料所释放的能量就成了正比,核能发电便也就远超煤炭为料的火力发电。
另外,铀的这种体积小且能量大的特点,还让核能有了更大的施展天地,比如核动力航母就是最好的例子。
然而,铀这种元素虽然有万般好处,但它的含量却成为了最大“短板”。
铀虽好,量很少目前,铀元素的主要