未来能源铀(海水提铀的开发历史？)
1. 海水提铀的开发历史？
从20世纪60年代开始，日本、美国、法国等国家从事海水提铀的研究和试验。中国则在20世纪70年代初开始研究海水提铀。
日本是世界上第一个开发海水铀源的国家。日本是一个贫铀国，铀埋藏量仅有8000吨，因此日本把目光瞄向海洋。从1960年起，日本加快研究从海水中提取铀的方法。1971年，日本试验成功了一种新的吸附剂。除了氢氧化钛之外，这种吸附剂还包括有活性碳。这种新型吸附剂1克可以得到1毫克铀，因而用它从海水中提取铀远比从一般矿石提取铀的成本要低得多。为此，日本已于1986年4月在香川县建成了年产10千克铀的海水提取厂。同时已制定了进一步建造工业规模的海水提铀工厂的计划，预计到2000年前年产铀达1000吨。
截止到2012年8月，科学家在海水提铀方面不断取得进步，正快速朝着将海洋变成铀库的道路前进，从海水中提取铀距离具有经济可行性更近一步。铀提取技术的进步能够将成本降低近一半，即提取1磅（约合0.45公斤）铀的成本从大约560美元降至300美元。这种铀获取方式能够确保核能发电的未来。
2. 铀矿出口量最多的国家？
澳大利亚。
澳大利亚拥有世界低成本铀矿储量的36%%。目前，该国有三个运营中的铀矿：北部地区的蓝杰、南部的奥林匹克大坝及贝夫利。第四个铀矿已得到批准，将在南部的亨尼木恩开始建设。
2008年澳大利亚总理霍华德发布了政府发展铀矿开采和核电战略的具体内容！该战略的目的是增加铀矿出口，并为澳大利亚可能扩大核工业作准备。 铀矿有土状、粉末状，也有块状、钟乳状、肾状等等。有些土状的铀矿被称为铀黑，而块状的则称为沥青铀矿。土状的铀矿没有什么光泽，块状的则具有沥青光泽。铀矿石是具有放射性的危险矿物。它们除了可以提取铀用于核工业外，还可以从中提取到镭和其他稀土元素。铀，是一种极为稀有的放射性金属元素，在地壳中的平均含量仅为百万分之二，其形成可工业利用矿床的几率比其他金属元素要小得多。铀矿是矿石家族中的“玫瑰花”，色彩绚丽，却具放射性目前全球已探明铀储量为362.2万吨，澳大利亚是世界最大的铀矿资源国，占全球铀矿资源的30％；其次是哈萨克斯坦，占全球的17％；加拿大是第三铀矿资源国，占全球12％的比率；第四是南非占8％。2004年世界产量为40219吨，今后几年世界铀产量将会从每年的45000吨增加到每年的72580吨
3. 铀等高放射性核燃料会自动消亡吗？
最重的天然元素铀已经成为新能源的主角，那么铀又是怎样提炼出来的呢？ 在居里夫妇发现镭以后，由于镭具有治疗癌症的特殊功效，镭的需要量不断增加，因此许多国家开始从沥青铀矿中提炼镭，而提炼过镭的含铀矿渣就堆在一边，成了“废料”。 然而，铀核裂变现象发现后，铀变成了最重要的元素之一。这些“废料”也就成了“宝贝”。从此，铀的开采工业大大地发展起来，并迅速地建立起了独立完整的原子能工业体系。 铀是一种带有银白色光泽的金属，比铜稍软，具有很好的延展性，很纯的铀能拉成直径0.35毫米的细丝或展成厚度0.1毫米的薄箔。铀的比重很大，与黄金差不多，每立方厘米约重19克，像接力棒那样的一根铀棒，竟有十来公斤重。 铀的化学性质很活泼，易与大多数非金属元素发生反应。块状的金属铀暴露在空气中时，表面被氧化层覆盖而失去光泽。粉末状铀于室温下，在空气中，甚至在水中就会自燃。美国用贫化铀制造的一种高效的燃烧穿甲弹—“贫铀弹”，能烧穿30厘米厚的装甲钢板，“贫铀弹”利用的就是铀极重而又易燃这两种性质。 铀元素在自然界的分布相当广泛，地壳中铀的平均含量约为百万分之2.5，即平均每吨地壳物质中约含2.5克铀，这比钨、汞、金、银等元素的含量还高。铀在各种岩石中的含量很不均匀。例如在花岗岩中的含量就要高些，平均每吨含3.5克铀。依此推算，一立方公里的花岗岩就会含有约一万吨铀。海水中铀的浓度相当低，每吨海水平均只含3.3毫克铀，但由于海水总量极大，且从水中提取有其方便之处，所以目前不少国家，特别是那些缺少铀矿资源的国家，正在探索海水提铀的方法。 由于铀的化学性质很活泼，所以自然界不存在游离的金属铀，它总是以化合状态存在着。已知的铀矿物有一百七十多种，但具有工业开采价值的铀矿只有二、三十种，其中最重要的有沥青铀矿(主要成分为八氧化三铀)、品质铀矿(二氧化铀)、铀石和铀黑等。很多的铀矿物都呈黄色、绿色或黄绿色。有些铀矿物在紫外线下能发出强烈的荧光，我们还记得，正是铀矿物(铀化合物)这种发荧光的特性，才导致了放射性现象的发现。 虽然铀元素的分布相当广，但铀矿床的分布却很有限。国外铀资源主要分布在美国、加拿大、南非、西南非、澳大利亚等国家和地区。据估计，国外已探明的工业储量到1972年已超过一百万吨。随着勘探活动的广泛和深入，铀储量今后肯定还会增加。我国铀矿资源也十分丰富。 铀矿是怎样寻找的呢？铀及其一系列衰变子体的放射性是存在铀的最好标志。人的肉眼虽然看不见放射性，但是借助于专门的仪器却可以方便地把它探测出来。因此，铀矿资源的普查和勘探几乎都利用了铀具有放射性这一特点：若发现某个地区岩石、土壤、水、甚至植物内放射性特别强，就说明那个地区可能有铀矿存在。 铀矿的开采与其它金属矿床的开采并无多大的区别。但由于铀矿石的品位一般很低(约千分之一)，而用作核燃料的最终产品的纯度又要求很高(金属铀的纯度要求在99．9％以上，杂质增多，会吸收中子而妨碍链式反应的进行)，所以铀的冶炼不象普通金属那样简单，而首先要采用“水冶工艺”，把矿石加工成含铀60～70％的化学浓缩物（重铀酸铵)，再作进一步的加工精制。 铀水冶得到的化学浓缩物(重铀酸氨)呈黄色，俗称黄饼子，但它仍含有大量的杂质，不能直接应用，需要作进一步的纯化。为此先用硝酸将重铀酸铵溶解，得到硝酸铀酰溶液。再用溶剂萃取法纯化(一般用磷酸三丁酯作萃取剂)，以达到所要求的纯度标准。 纯化后的硝酸铀酰溶液需经加热脱硝，转变成三氧化铀，再还原成二氧化铀。二氧化铀是一种棕黑色粉末，很纯的二氧化铀本身就可以用作反应堆的核燃料。 为制取金属铀，需要先将二氧化铀与无水氟化氢反应，得到四氟化铀；最后用金属钙(或镁)还原四氟化铀，即得到最终产品金属铀。如欲制取六氟化铀以进行铀同位素分离，则可用氟气与四氟化铀反应。 至此，能作核燃料使用的金属铀和二氧化铀都生产出来了，只要按要求制成一定尺寸和形状的燃料棒或燃料块(即燃料元件)，就可以投入反应堆使用了。但是对于铀处理工艺来说，这还只是一半。 我们知道，核燃料铀在反应堆中虽然要比化学燃料煤在锅炉中使用的时间长得多，但是用过一段时间以后，总还是要把用过的核燃料从反应堆中卸出来，再换上一批新的核燃料。从反应维中卸出来的核燃料一般叫辐照燃料或“废燃料”。烧剩下的煤渣一般都丢弃不要了，可这种不能再使用的废燃料却还大有用处呢！ 废燃料之所以要从反应堆中卸出来，并不是因为里面的裂变物质(铀235)已全部耗尽，而是因为能大量吸收中子的裂变产物积累得太多，致使链式反应不能正常进行了。所以，废燃料虽“废”，但里面仍有相当可观的裂变物质没有用掉，这是不能丢弃的，必须加以回收。而且在反应堆中，铀238吸收中子，生成钚239。钚239是原子弹的重要装药，它就含在废燃料中，这就使得用过的废燃料甚至比没有用过的燃料还宝贵。除此而外，反应堆运行期间，还生成其它很多种有用的放射性同位素，它们 蘑菇云也含在废燃料中，也需要加以回收。 从原理上讲，废燃料的处理与天然铀的生产并无多大差别。一般先把废燃料溶解，再用溶剂萃取法把铀、钚和裂变产物相互分开，然后进行适当的纯化和转化。但实际上，废燃料的处理是十分困难的。世界上很多国家都能生产天然铀，很多国家都有反应堆，但是能处理废燃料的国家却并不多。 废燃料的处理有三个特点：一是废燃料具有极强的放射性，它们的处理必须有严密的防护设施，并实行远距离操作；二是废燃料中钚含量很低而钚又极贵重，所以要求处理过程的分离系数和回收率都很高；三是钚能发生链式反应，因此必须采取严格的措施，防止临界事故的发生。目前，废燃料的处理大都采用自动化程度很高的磷酸三丁酯萃取流程。 我们看到，在铀处理的工艺链中，相对于反应堆而言，铀水冶工艺在反应堆之前进行，所以通常叫做前处理，废燃料处理在反应堆之后进行，所以通常叫做后处理。而从铀矿石加工开始的整个工艺过程，包括铀同位素分离以及核燃料在反应堆中使用在内，一般总称为核燃料循环。 从以上极为简单的介绍就可以看出，铀和钚确是得之不易的。原子能工业犹如一条长长的巨龙，要最重的天然元素铀做出轰轰烈烈的事业，得经过多少次加工和处理、分析和测量、计算和核对啊！原子能工业又犹如一座高高的金字塔，要制造一颗原子弹，就要使用一、二十公斤铀235或钚239；要生产一、二十公斤铀235或钚239，就要消耗十来吨天然铀；要生产十来吨天然铀就要加工近万吨铀矿石。我们赞赏核电站的雄姿，惊叹原子弹的威力，可千万不能忽视支撑这座金字塔塔尖的无数块砖石啊！
4. 核能源的未来发展？
1.发展趋势明显
以化石燃料燃烧为主的火力发电是中国碳排放的重要来源，中国电力部门的碳排放超过了一半以上，因此通过大力发展非化石能源以减少化石燃料燃烧将是中国二氧化碳减排的重要手段，也是实现能源转型目标的关键。
中国二氧化碳排放既要在2030年前达到峰值，还要在2060年实现碳中和，必须在短短不到40年的时间内实现能源转型，可谓任重道远。
中国未来非化石能源势必要进入大规模、高比例和市场化阶段，必将进一步引领中国能源生产和消费革命的主流方向，必须充分发挥包括核能在内的低碳能源的市场主导作用，进而为实现“双碳”目标提供主力能源的支撑。
核能是中国战略性新兴产业之一，其发展对于调整能源结构、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设具有重要的意义。
在未来相当长的一段时期，中国电力需求还将持续维持刚性增长局面。
由于天然铀的能量密度大，易于较大规模的长期储存，因此核能作为高效稳定的大型支撑性能源，将在保障中国能源安全及电力供应等方面发挥重要的作用。
2.保持平稳有序的发展节奏
核能作为稳定可靠的清洁低碳能源，将是中国推进能源转型的重要选项。
作为兼具清洁低碳和可控出力的电源之一，核电能够比较好地匹配基础负荷的需求，可以提升新型电力系统的稳定性。
随着国家“双碳”目标的推进和确保国家能源安全，预计中国核能产业发展将持续保持积极安全有序发展的基本态势。
预计在“十四五”期间，中国将需要保持每年有8台左右核电机组核准开工的节奏，而核电发电量也有望获得大幅度的增加。
2025年，中国在运核电装机将达到7000万千瓦。
2030年，中国核电在运装机容量有望达到1.1亿千瓦，核能发电量占比达到7%。
2035年，中国核电占比可能达到10%左右。
2060年，中国核电占比可能达到20%，将与发达国家持平。
3.核能利用场景更加多元
从长期视角来看，中国必须构建以新能源为主体的新型电力系统，这是保障国家能源安全的长治久安之策。
根据中国能源资源条件，若要实现国家能源独立，那么就必须发展非化石能源，将非化石能源发展作为能源清洁低碳转型的关键驱动力。
随着核能技术的不断发展，特别是第四代先进核能技术的应用，除了和核能发电之外外，核能还应该有其他应用场景，比如区域城市供暖、供汽、制冷、海水淡化、工业工艺供热和核能制氢等多种综合利用的场景。
未来，中国应该发挥模块化小型堆、高温气冷堆、低温供热堆、海上浮动堆各自优势，结合国家综合能源的消费需求，建立发供热供冷、制氢、海水淡化等多能互补、多能连供的全区域中和能源体系，实现对高耗能高排放产业的清洁能源。
根据研究和分析，到2060年，中国太阳能发电、风力发电、水力发电和核能发电等非化石能源发电比重有可能将提高到80%-90%。
风力发电和太阳能发电量的比重可能将从目前的9.5%增长到60%-70%，而核电发电量的比重可能将从目前的5%增长到10%-20%，核电的装机容量将是目前装机容量的4.6-6.6倍，预计可以达到2.3亿-3.3亿千瓦。
虽然风力发电和太阳能发电是重要的可再生能源发电来源，但是风电和太阳能发电由于受到天气的影响而不稳定，需要发展稳定性电源以支持电力系统的稳定运行。
可以想象，中国未来将实施核能综合利用示范工程，将传统核电企业逐步转向综合核能而且发展潜力可能巨大。
不过，我们也应该意识到，核能综合利用肯定面临诸多的技术难题，比如长距离输水和传热等系列问题、水热同传的材料问题、大规模储热技术以及运行方式问题、水热如何协同的技术规范和标准等等问题。
对于基于第四代先进核能技术建立的核能综合利用示范工程项目，未来在商业化的推广过程中，可能面临着成本难以降低的问题，比如高温气冷堆技术的发电成本与比三代核电技术的发电成本相比，可能存在成本过高问题。
中国如果要大规模推广高温气冷堆，那么就需要不断降低成本，如果成本无法减低或没有优势，那么就不可能形成市场的竞争力。
另外，传统核电企业在转向核能综合利用时，必将面临行业格局的变革，需要重构商业模式，这也是未来势必遇到的重大挑战。
预计，国家将推动国家科技重大专项工作，落实先进核能示范工程项目建设。
5. 铀的半衰期是多少？
铀有两种天然同位素，分别是铀-238和铀-235。铀-238的半衰期是44.5亿年，而铀-235的半衰期是7.04亿年。这意味着，如果我们拥有一定数量的铀-238，那么在44.5亿年后，剩下的一半会分解成其他元素。
同样地，如果我们有铀-235，那么在7.04亿年后，剩下的也会只有一半。铀的半衰期对于核能应用非常重要。在核反应堆中，铀-235被用作燃料。通过控制核反应的速度，可以将燃料“燃烧”得更加慢，以利用铀的能量尽可能长时间地持续输出。
而随着时间的推移，铀-235的数量会越来越少，并最终停止核反应。因此，了解铀的半衰期对于核能的实际应用非常重要。
