<p><b>鈾235</b>又稱<b>鈾-235</b>或<b>U-235</b>（符號：<span><span>235<br></span>U<span><br></span></span>），是鈾的三種天然同位素之一，當中只有鈾235能夠發生核分裂，引發連鎖核分裂反應，可用作核電及核彈。1935年由加拿大科學家<span data-orig-title="鄧史達" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="Arthur Jeffrey Dempster"><span>鄧史達</span></span>發現。根據國際原子能機構的定義，濃度為3％的鈾235為核電廠發電用低濃縮鈾，高於80%稱作高濃縮鈾，大於90%則叫作為武器級高濃縮鈾。
</p>


<h2><span id=".E6.A6.82.E8.BF.B0"></span><span id="概述">概述</span></h2>
<p>鈾是自然界的稀有化學元素，具有放射性。鈾主要含三種同位素，即鈾-238、鈾235和鈾-234，但只有鈾235是可裂變核元素。當最少一個中子撞擊鈾235時，連鎖核分裂將會產生。鈾235需要到達臨界質量，連鎖核分裂才會持續下去。
</p><p>早在1934年，義大利物理學家費米（Fermi）以中子撞擊鈾元素，首次發現核分裂反應。幾經研究，科學家最初發現天然鈾含有鈾238及鈾235兩種同位素，只有後者受中子撞擊後會發生分裂反應。
</p><p>在過程中，一個中子撞擊鈾235原子核後，內部因吸收中子的能量，開始作劇烈的啞鈴狀震盪，結構終因震盪過劇而瓦解，產生出兩個質量較小的原子核及放出2到3個新的中子，這些中子又會撞擊附近的鈾235原子核，繼續產生分裂反應，此即所謂「連鎖反應」。
</p><p>在這反應後，其產生的原子核及中子，總質量較未有反應前為低，損失質量會轉化成能量；按照相對論，質量變成能量時，其轉換關係為「能量=質量×光速的平方」（E=mc<sup>2</sup>），極小的質量即可變成極大的能量。1945年美軍投下的廣島原子彈，總重量為440公斤，鈾235含量為45公斤，當中只有1公斤鈾235發生核分裂，反應中又只有1克的質量轉化成能量，但已經可以把方圓1公里的地區夷為廢墟。
</p>
<h2><span id=".E8.87.AA.E7.84.B6.E8.A1.B0.E5.8F.98.E9.93.BE"></span><span id="自然衰变链">自然衰變鏈</span></h2>
<dl><dd><span><span><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\begin{array}{l}{\ce {^{235}_{92}U-&gt;[\alpha ][7.038\times 10^{8}\ {\ce {y}}]_{90}^{231}Th-&gt;[\beta ^{-}][25.52\ {\ce {h}}]_{91}^{231}Pa-&gt;[\alpha ][3.276\times 10^{4}\ {\ce {y}}]_{89}^{227}Ac}}{\begin{Bmatrix}{\ce {-&gt;[98.62\%\beta ^{-}][21.773\ {\ce {y}}]_{90}^{227}Th-&gt;[\alpha ][18.718\ {\ce {d}}]}}\\{\ce {-&gt;[1.38\%\alpha ][21.773\ {\ce {y}}]_{87}^{223}Fr-&gt;[\beta ^{-}][21.8\ {\ce {min}}]}}\end{Bmatrix}}{\ce {^{223}_{88}Ra-&gt;[\alpha ][11,434\ {\ce {d}}]_{86}^{219}Rn}}\\{\ce {^{219}_{86}Rn-&gt;[\alpha ][3.96\ {\ce {s}}]_{84}^{215}Po-&gt;[\alpha ][1.778\ {\ce {ms}}]_{82}^{211}Pb-&gt;[\beta ^{-}][36.1\ {\ce {min}}]_{83}^{211}Bi}}{\begin{Bmatrix}{\ce {-&gt;[99.73\%\alpha ][2.13\ {\ce {min}}]_{81}^{207}Tl-&gt;[\beta ^{-}][4.77\ {\ce {min}}]}}\\{\ce {-&gt;[0.27\%\beta ^{-}][2.13\ {\ce {min}}]_{84}^{211}Po-&gt;[\alpha ][0.516\ {\ce {s}}]}}\end{Bmatrix}}{\ce {^{207}_{82}Pb_{(stable)}}}\end{array}}}">
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                            <mtext>Fr</mtext>
                            <mrow class="MJX-TeXAtom-REL">
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                                  <mn>21.8</mn>
                                  <mtext> </mtext>
                                  <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                                    <mtext>min</mtext>
                                  </mrow>
                                </mpadded>
                                <mpadded width="+0.611em" lspace="0.278em" voffset=".15em">
                                  <msup>
                                    <mi>β<!-- β --></mi>
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                                      <mo>−<!-- − --></mo>
                                    </mrow>
                                  </msup>
                                </mpadded>
                              </munderover>
                            </mrow>
                          </mrow>
                        </mtd>
                      </mtr>
                    </mtable>
                    <mo>}</mo>
                  </mrow>
                </mrow>
                <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                  <mmultiscripts>
                    <mtext>Ra</mtext>
                    <none></none>
                    <none></none>
                    <mprescripts></mprescripts>
                    <mn>88</mn>
                    <mn>223</mn>
                  </mmultiscripts>
                  <msubsup>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-REL">
                      <munderover>
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                          <mn>11</mn>
                          <mo>,</mo>
                          <mn>434</mn>
                          <mtext> </mtext>
                          <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                            <mtext>d</mtext>
                          </mrow>
                        </mpadded>
                        <mpadded width="+0.611em" lspace="0.278em" voffset=".15em">
                          <mi>α<!-- α --></mi>
                        </mpadded>
                      </munderover>
                    </mrow>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mn>86</mn>
                    </mrow>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mn>219</mn>
                    </mrow>
                  </msubsup>
                  <mtext>Rn</mtext>
                </mrow>
              </mtd>
            </mtr>
            <mtr>
              <mtd>
                <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                  <mmultiscripts>
                    <mtext>Rn</mtext>
                    <none></none>
                    <none></none>
                    <mprescripts></mprescripts>
                    <mn>86</mn>
                    <mn>219</mn>
                  </mmultiscripts>
                  <msubsup>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-REL">
                      <munderover>
                        <mo>→</mo>
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                          <mn>3.96</mn>
                          <mtext> </mtext>
                          <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                            <mtext>s</mtext>
                          </mrow>
                        </mpadded>
                        <mpadded width="+0.611em" lspace="0.278em" voffset=".15em">
                          <mi>α<!-- α --></mi>
                        </mpadded>
                      </munderover>
                    </mrow>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mn>84</mn>
                    </mrow>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mn>215</mn>
                    </mrow>
                  </msubsup>
                  <mtext>Po</mtext>
                  <msubsup>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-REL">
                      <munderover>
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                          <mn>1.778</mn>
                          <mtext> </mtext>
                          <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                            <mtext>ms</mtext>
                          </mrow>
                        </mpadded>
                        <mpadded width="+0.611em" lspace="0.278em" voffset=".15em">
                          <mi>α<!-- α --></mi>
                        </mpadded>
                      </munderover>
                    </mrow>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mn>82</mn>
                    </mrow>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mn>211</mn>
                    </mrow>
                  </msubsup>
                  <mtext>Pb</mtext>
                  <msubsup>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-REL">
                      <munderover>
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                          <mn>36.1</mn>
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                          <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                            <mtext>min</mtext>
                          </mrow>
                        </mpadded>
                        <mpadded width="+0.611em" lspace="0.278em" voffset=".15em">
                          <msup>
                            <mi>β<!-- β --></mi>
                            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                              <mo>−<!-- − --></mo>
                            </mrow>
                          </msup>
                        </mpadded>
                      </munderover>
                    </mrow>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mn>83</mn>
                    </mrow>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mn>211</mn>
                    </mrow>
                  </msubsup>
                  <mtext>Bi</mtext>
                </mrow>
                <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                  <mrow>
                    <mo>{</mo>
                    <mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em">
                      <mtr>
                        <mtd>
                          <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                            <msubsup>
                              <mrow class="MJX-TeXAtom-REL">
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                                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                                      <mtext>min</mtext>
                                    </mrow>
                                  </mpadded>
                                  <mpadded width="+0.611em" lspace="0.278em" voffset=".15em">
                                    <mn>99.73</mn>
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                                    <mi>α<!-- α --></mi>
                                  </mpadded>
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                              </mrow>
                              <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                                <mn>81</mn>
                              </mrow>
                              <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                                <mn>207</mn>
                              </mrow>
                            </msubsup>
                            <mtext>Tl</mtext>
                            <mrow class="MJX-TeXAtom-REL">
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                                  <mn>4.77</mn>
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                                  <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                                    <mtext>min</mtext>
                                  </mrow>
                                </mpadded>
                                <mpadded width="+0.611em" lspace="0.278em" voffset=".15em">
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                                    <mi>β<!-- β --></mi>
                                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                                      <mo>−<!-- − --></mo>
                                    </mrow>
                                  </msup>
                                </mpadded>
                              </munderover>
                            </mrow>
                          </mrow>
                        </mtd>
                      </mtr>
                      <mtr>
                        <mtd>
                          <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                            <msubsup>
                              <mrow class="MJX-TeXAtom-REL">
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                                    <mn>2.13</mn>
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                                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                                      <mtext>min</mtext>
                                    </mrow>
                                  </mpadded>
                                  <mpadded width="+0.611em" lspace="0.278em" voffset=".15em">
                                    <mn>0.27</mn>
                                    <mi mathvariant="normal">%<!-- % --></mi>
                                    <msup>
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  </semantics></math></span></span></dd></dl><h2><span id=".E6.8A.80.E8.A1.93.E7.99.BC.E5.B1.95"></span><span id="技術發展">技術發展</span></h2>
<p>獲得鈾本身已涉及複雜程序，需要探礦、開礦、選礦、浸礦、煉礦、精煉等程序，但天然鈾所含鈾235的濃度只有0.7%，科學家會利用擴散法、氣體離心法和雷射法等，令天然鈾的三種同位素分離，提高鈾235的濃度。目前國際間常藉由觀察一國是否擁有氣體離心法設備，來推算其核武器研究水準。1公斤武器級鈾235，就需要從200噸鈾礦石中提鍊。
</p><p>1945年7月16日凌晨，美國在新墨西哥州阿拉莫可德沙漠試爆人類第一枚原子彈，當時鈾235是透過勞倫斯法分離。勞倫斯方法亦即電磁法，利用鈾235和鈾238質量上的差異令兩者分離，再抽出鈾235；美國當時在田納西州建立了巨型電磁鐵，直徑長達4.57米，生產出以千克計的鈾235。
</p><p>另一方法由科學家哈羅德·尤里提出，名為氣體擴散法。氣體擴散法把鈾製成六氟化鈾氣體，使它通過4,000次多孔障壁，能提鍊出濃度為99％的鈾235，在很長一段時間內曾是全球最廣泛使用的鈾濃縮技術。美國為此建造了巨大的工廠，加熱後的六氟化鈾氣體要通過成千的多孔障壁，每一障壁有成百萬的小於百萬分之一釐米的孔，期間要用數月時間，使一定量的氣體從頭至尾通過工廠。目前最多採用的則是氣體離心法，比擴散法要省能源。
</p><p>鈾濃縮技術是國際間極為敏感的技術。除了美、俄、中、法、英五個聯合國安理會常任理事國外，德國、日本、印度、巴基斯坦、以色列、巴西、阿根廷等國家已確認掌握濃縮鈾技術。國際原子能機構從2006年初指在伊朗境內發現濃縮鈾痕跡，2006年10月宣布完成核試的北韓亦被指擁有該技術。
</p>
<h2><span id=".E5.8F.83.E8.80.83.E6.88.96.E4.BE.86.E6.BA.90"></span><span id="參考或來源">參考或來源</span></h2>
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**鈾 235** 又稱**鈾 - 235** 或 **U-235**（符號：235 
U 
），是鈾的三種天然同位素之一，當中只有鈾 235 能夠發生核分裂，引發連鎖核分裂反應，可用作核電及核彈。1935 年由加拿大科學家鄧史達發現。根據國際原子能機構的定義，濃度為 3％的鈾 235 為核電廠發電用低濃縮鈾，高於 80% 稱作高濃縮鈾，大於 90% 則叫作為武器級高濃縮鈾。

## 概述

鈾是自然界的稀有化學元素，具有放射性。鈾主要含三種同位素，即鈾 - 238、鈾 235 和鈾 - 234，但只有鈾 235 是可裂變核元素。當最少一個中子撞擊鈾 235 時，連鎖核分裂將會產生。鈾 235 需要到達臨界質量，連鎖核分裂才會持續下去。

早在 1934 年，義大利物理學家費米（Fermi）以中子撞擊鈾元素，首次發現核分裂反應。幾經研究，科學家最初發現天然鈾含有鈾 238 及鈾 235 兩種同位素，只有後者受中子撞擊後會發生分裂反應。

在過程中，一個中子撞擊鈾 235 原子核後，內部因吸收中子的能量，開始作劇烈的啞鈴狀震盪，結構終因震盪過劇而瓦解，產生出兩個質量較小的原子核及放出 2 到 3 個新的中子，這些中子又會撞擊附近的鈾 235 原子核，繼續產生分裂反應，此即所謂「連鎖反應」。

在這反應後，其產生的原子核及中子，總質量較未有反應前為低，損失質量會轉化成能量；按照相對論，質量變成能量時，其轉換關係為「能量 = 質量 × 光速的平方」（E=mc2），極小的質量即可變成極大的能量。1945 年美軍投下的廣島原子彈，總重量為 440 公斤，鈾 235 含量為 45 公斤，當中只有 1 公斤鈾 235 發生核分裂，反應中又只有 1 克的質量轉化成能量，但已經可以把方圓 1 公里的地區夷為廢墟。

## 自然衰變鏈

　
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## 技術發展

獲得鈾本身已涉及複雜程序，需要探礦、開礦、選礦、浸礦、煉礦、精煉等程序，但天然鈾所含鈾 235 的濃度只有 0.7%，科學家會利用擴散法、氣體離心法和雷射法等，令天然鈾的三種同位素分離，提高鈾 235 的濃度。目前國際間常藉由觀察一國是否擁有氣體離心法設備，來推算其核武器研究水準。1 公斤武器級鈾 235，就需要從 200 噸鈾礦石中提鍊。

1945 年 7 月 16 日凌晨，美國在新墨西哥州阿拉莫可德沙漠試爆人類第一枚原子彈，當時鈾 235 是透過勞倫斯法分離。勞倫斯方法亦即電磁法，利用鈾 235 和鈾 238 質量上的差異令兩者分離，再抽出鈾 235；美國當時在田納西州建立了巨型電磁鐵，直徑長達 4.57 米，生產出以千克計的鈾 235。

另一方法由科學家哈羅德・尤里提出，名為氣體擴散法。氣體擴散法把鈾製成六氟化鈾氣體，使它通過 4,000 次多孔障壁，能提鍊出濃度為 99％的鈾 235，在很長一段時間內曾是全球最廣泛使用的鈾濃縮技術。美國為此建造了巨大的工廠，加熱後的六氟化鈾氣體要通過成千的多孔障壁，每一障壁有成百萬的小於百萬分之一釐米的孔，期間要用數月時間，使一定量的氣體從頭至尾通過工廠。目前最多採用的則是氣體離心法，比擴散法要省能源。

鈾濃縮技術是國際間極為敏感的技術。除了美、俄、中、法、英五個聯合國安理會常任理事國外，德國、日本、印度、巴基斯坦、以色列、巴西、阿根廷等國家已確認掌握濃縮鈾技術。國際原子能機構從 2006 年初指在伊朗境內發現濃縮鈾痕跡，2006 年 10 月宣布完成核試的北韓亦被指擁有該技術。

## 參考或來源

* 鈾
* 濃縮鈾
* 國際原子能機構
* 核武器
* 貧化鈾
15117-96-1