在有關(guān)核武器、核能、甚至是核事故的新聞和資料中,“核燃料棒”是一個(gè)非常常見的名詞。核燃料棒是什么?是一根真正的棒子嗎?核燃料棒是如何發(fā)出核能的?現(xiàn)在筆者就來粗略解釋一番。
在說核燃料棒以前,我們先說說天然鈾礦。因?yàn)樘烊烩櫟V是所有核武器工業(yè)和核能工業(yè)的基礎(chǔ)礦藏。
天然鈾礦中的鈾,是以固體化合物的形式,儲(chǔ)存在地球地殼中,地球內(nèi)部的深處也有鈾,但人類目前的技術(shù),只能利用地表以下3000米以內(nèi)的淺地殼內(nèi)的天然鈾。天然鈾在地殼中的含量極低,不到百萬分之2.5,比所謂珍貴的金礦的含量還低幾個(gè)數(shù)量級。因此天然鈾礦非常珍貴和罕見。世界上天然鈾礦儲(chǔ)量最大的國家是澳大利亞,其次是加拿大和哈薩克斯坦,中國的天然鈾礦儲(chǔ)量相對國土面積屬于比較貧乏;當(dāng)然,美國國土內(nèi)的天然鈾礦儲(chǔ)量也不高,中美的核電站,未來都需要進(jìn)口部分鈾礦石。
天然鈾礦結(jié)晶,一般呈現(xiàn)灰綠色或者黃綠色,其中主要可利用的成分是鈾235,天然鈾的鈾235富集度為0.714%,其他99%,是不能再裂變利用的鈾238,這就是經(jīng)常被提到的貧鈾,貧鈾可以用來做彈芯和貧鈾裝甲,但貧鈾不可能百分百的被提純,里面仍然混雜含量為千分之幾的鈾235,仍然具有放射性,因此利用貧鈾的風(fēng)險(xiǎn)較大。
這里必須說明,天然鈾礦和鈾礦石都具有放射性,但這種天然的放射性,并不是特別嚴(yán)重。大型天然鈾礦周邊,仍然會(huì)正常的生長動(dòng)植物和有人類生存,并不會(huì)因?yàn)槟车爻霎a(chǎn)天然鈾礦,而導(dǎo)致這個(gè)礦周邊幾十里寸草不生。只有通過專用的放射性檢查儀器,才能發(fā)現(xiàn)鈾礦床附近的放射指標(biāo),高于沒有放射性礦物的地區(qū)。
有鈾礦床的地區(qū),放射指標(biāo)只會(huì)比普通地區(qū)高一到兩倍,對常年居住在此的人類的影響非常有限。只是一些和放射性有關(guān)聯(lián)的疾病,略微比其他地區(qū)高。比如,假設(shè)正常地區(qū)的出現(xiàn)白血病患者的概率是每十萬人3例。那么鈾礦附近居民的患病概率是每十萬人4例左右。
因?yàn)樘烊烩櫟V的放射性較低,開采和提煉過程,對直接接觸鈾礦石的礦工影響也有限,只需正常穿戴工作服和口罩,就可以起到較好的防護(hù)作用。
新中國剛剛成立的五十年代,在全國大規(guī)模普查天然鈾礦,曾經(jīng)在廣西某地最早發(fā)現(xiàn)了天然鈾礦的原石,這塊礦石被稱為中國核工業(yè)的“開業(yè)之石”。并且這塊石頭,被迅速送到北京懷仁堂,給包括毛主席、周總理在內(nèi)的最高層現(xiàn)場觀看。這個(gè)故事也說明天然鈾礦放射性很低,對人類是基本安全的。
天然鈾礦石之所以相對安全,在于天然鈾(有多種同位素)的半衰期是以7億到幾十億年來計(jì)算。天然鈾在地球形成后就開始衰變,到現(xiàn)在放射性已經(jīng)很低。天然鈾主要對外偶然性地釋放阿爾法射線,這種射線其實(shí)就是氫原子的質(zhì)子核。只需一張A4紙,就可以擋住阿爾法射線。而人的衣服和皮膚都完全可以隔絕阿爾法射線。不會(huì)對人體內(nèi)部組織造成影響。












