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世界地球日丨自然资源知识科普①——国家安全“铀”保卫

    编者按:今年4月22日是第五十五个“世界地球日”。我们只有一个地球,珍爱美丽地球、守护自然资源,就是在保护我们的家园。“湖南物化”公众号现特别策划推出系列自然资源知识科普文章,连续三天的精彩内容,将带您走进地球的奥秘,领略自然的魅力。知识为引,爱心为桥,让我们携起手来,共同关注地球家园的健康,用实际行动守护绿水青山,共筑人与自然和谐共生的美好未来。

    1964年,中国第一颗原子弹成功爆炸,举国欢庆!这一声巨响向全世界宣布,中国拥有了自己的核技术!而在这之前,为了寻找制造原子弹的核心材料,一支秘密队伍,在湖南省跋山涉水,又攻坚克难地献上了核原料——铀。


    铀是什么?他为什么能成为核武器的原材料?

    1789年,德国化学家克拉普罗特首先从沥青中发现了“铀”,从此有了新的一个矿种,叫“沥青铀矿”。他以当时新发现的行星天王星命名为“Uranium”,元素符号为“U”,音译成中文就叫“铀”。


    铀是一种银白色的柔软金属,硬度比指甲稍硬一点点,延展性好,当接受中子照射时,会发生畸变和肿胀;密度高,比黄金比重略低,是最重的天然核燃料;导电性不是十分强,和铁相似。


    铀的化学性质活泼。它能与除惰性气体以外的所有元素发生反应,包括氢、氮等。金属铀暴露在空气中就会被氧化,表面变黑变暗。粉末状的铀在空气中就能自然,甚至有时在水中也能自然。

    铀的放射性很强,能量密度极高,1公斤铀裂变释放出的能量等于2700吨优质煤燃烧时的能量,是最重要的核燃料之一。

    铀被发现后,就被广泛用作纺织工业、玻璃工业和陶瓷工业,还常用来作为染色剂,或在电子管制造业中用作除气剂。就这样被广泛地使用了100多年,直至1896认识了铀的放射性,到1939年发现了铀具有核裂变现象,才大规模打开了释放原子能的大门。从此以后,核能得到工业化的发展。除我们似乎熟悉的原子弹以外,更多的被用作建造核电站的核心原料。

    核能的产生有两种,一种是轻元素的聚变,称之为核聚变;一种是重元素的裂变也就是核裂变。而铀,是自然界中已知能大量存在的最重核素。

    铀作为放射性物质,其辐射危害性极大。在高辐射环境下,会让人体肾脏和神经系统无法正常运行,患癌症的几率大大增加。但在日常生活中,我们也不必谈“铀”色变。铀天然存在于地球上的土壤、水和岩石中,他在地壳中的丰富远高于我们熟悉的很多金属,例如比银要高40倍,比金多500倍。在我们日常喝的水,吃的食物中也含有微量铀,但99%可以通过消化系统排出体外,残留在人体内微量的铀会被慢慢代谢,不会产生毒性,伤害到人体。

    从长远来看,核能是人类解决能源短缺的终极选择。太阳光就是氦聚变发出来的,人们正在向太阳学习,尝试制造可控核聚变提供所需的能量。核电站通常是通过铀裂变,损失了微量的质量,释放出大量的热能,通过加热水产生蒸汽来发电,为我们提供了大量的电力。这种发电过程,不会向环境中排放二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等有害物质,是一种高效清洁的能源,当然,还是要防治它泄露出来。


    现在我们知道了,看似小身材的铀,能量却大得很。军事领域,为航母、潜艇、原子弹、氢弹等提供核能核动力。在民用领域,被运用于农业辐照育种、生产人造元素、放射治疗、造影诊断等等。

    提到铀在军事领域的作用,不得不说说我们湖南的地质人。他们在郴州发现了“第一功勋铀矿”——711矿,为我国第一颗原子弹、第一颗氢弹、第一艘核潜艇提供了铀原料,为中国的国防安全做出了不可磨灭自己的贡献。而今,新一代的湖南地质人,正在新一轮找矿突破战略行动中发挥找矿主力军作用。让我们预祝他们在未来的几年内找到大矿、找到好矿,为国家资源能源安全奉献湖南新的地质力量。(文字/肖超 文字编辑/彭静怡)



世界地球日丨自然资源知识科普①——国家安全“铀”保卫

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