概述

铀是自然界的稀有化学元素，具有放射性。铀主要含三种同位素，即铀-238、铀235和铀-234，但只有铀235是可裂变核元素。当最少一个中子撞击铀235时，连锁核裂变将会产生。铀235需要到达临界质量，连锁核裂变才会持续下去。

早在1934年，意大利物理学家费米（Fermi）以中子撞击铀元素，首次发现核分裂反应。几经研究，科学家最初发现天然铀含有铀238及铀235两种同位素，只有后者受中子撞击后，会发生分裂反应。

在过程中，一个中子撞击铀235原子核后，内部因吸收中子的能量，开始作剧烈的哑铃状震荡，结构终因震荡过剧而瓦解，产生出两个质量较小的原子核及放出2到3个新的中子，这些中子又会撞击附近的铀235原子核，继续发生分裂反应，此即所谓“连锁反应”。

在这反应后，其产生的原子核及中子，总质量较未有反应前为低，损失质量会转化成能量；按照相对论，质量变成能量时，其转换关系为“能量=质量×光速的平方”（E=mc），极小的质量即可变成极大的能量。1945年美军投下的广岛原子弹，总重量为440公斤，铀235含量为45公斤，当中只有1公斤铀235发生核分裂，反应中又只有1克的质量转化成能量，但已经可以把方圆50公里的地方夷为废墟。

技术发展

获得铀本身已涉及复杂程序，需要探矿、开矿、选矿、浸矿、炼矿、精炼等程序，但天然铀所含铀235的浓度只有0.7%，科学家会利用扩散法、气体离心法和激光法等，令天然铀的三种同位素分离，提高铀235的浓度。目前国际间常观察一国是否拥有气体离心法设备，推算一国的核武器研究水平。1公斤武器级铀235，就需要从200吨铀矿石中提炼。

1945年7月16日凌晨，美国新墨西哥州的阿拉莫可德沙漠上，人类第一枚原子弹试爆，当时铀235是透过劳伦斯法分离。劳伦斯方法亦即电磁法，利用铀235和铀238品质上的差异令两者分离，再抽出铀235，美国当时在田纳西州建立了巨型电磁铁，直径长达4.57米，生产出以千克计的铀235。

另一方法由科学家哈罗德·尤里提出，名为气体扩散法。气体扩散法把铀制成六氟化铀气体，使它通过4000次多孔障壁，能提炼出浓度99％的铀235，目前是全球最广泛使用的铀浓缩技术。美国为此建造了巨大的工厂，加热后的六氟化铀气体要通过成千的多孔障壁，每一障壁有成百万的小于百万分之一厘米的孔，期间要用数月时间，使一定量的气体从头至尾通过工厂。

目前最多采用的则是气体离心法，比扩散法要省能源。

铀浓缩技术是国际间极为敏感技术。除了中、俄、美、法、英外，日本、德国、印度、巴基斯坦、阿根廷等国家已确认掌握浓缩铀技术。国际原子能机构2006年初指在伊朗境内发现浓缩铀痕迹，2006年10月宣布完成核试的朝鲜亦被指拥有该技术。

参看

铀

浓缩铀

国际原子能机构

核武器

贫化铀

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