铀：原子弹的主角-叶永烈讲元素的故事

铀，是原子弹的“主角”。德国化学家克拉普鲁特早在1789年便发现了铀。在1842年，人们才制得了金属铀。铀的拉丁文原意是“天王星”，因为它是在天王星发现后不久发现的。铀是白色的金属，很软，具有很好的延展性，纯度为99.9%的铀，可以制成直径为0.35毫米的铀丝与厚度为0.1毫米的铀箔。铀很重，1立方米的铀重达18.7吨，与黄金差不多。铀的熔点高达1133℃。不过铀的化学性质很活泼，放在空气中便会很快因氧化而失去光泽，稍微受热甚至还会燃烧起来！铀还易与硫、氯化合。

铀在大自然中并不算太少，共有几十亿万吨，与铅的储藏量差不多，比金、银的储藏量多几千倍。但是，铀分布得很分散，即铀矿含铀量少，大多数铀矿只含有万分之几到千分之几的铀，最富铀矿，也只含有百分之几的铀。最常见的铀矿是沥青铀矿。此外，还有晶质铀矿、钒钙铀矿、铀云母矿等。铀矿，一般总是黄色或黄绿色的，有显著的荧光现象，较易辨认。铀矿不断放射出放射性射线，也很容易被辐射探矿仪器觉察。人们甚至可以把仪器放在汽车或飞机上，一旦发现哪儿放射性强度很高，哪里就可能有铀矿。另外，人们还可以按照“活的路标”——指示植物，去找到铀矿。这是因为铀放射出来的放射性射线，对一些植物的生长有较大的影响。比如，紫云英在放射线照射下，长得格外好。在野外，如果遇到一些紫云英长得茂盛的地方，在那里就可能有铀矿。在一些湖水中，也含有铀。人们曾测定了一处湖水样品，证明每1立方米这样的湖水，大约含有2～100毫克铀。

铀的冶炼比较复杂。铀矿中含铀很少，首先要用辐射仪进行选矿，去除其中放射性强度很弱的废石，然后，把含铀较多的矿石用5%～10%的硫酸渗浸，使矿石中的铀溶解。这含铀的硫酸液经过一系列化学处理，可制得含铀32%以上金黄色的重铀酸铵晶体。接着，把重铀酸铵加热到800℃，制成八氧化三铀，再转变成二氧化铀。用镁和钠做还原剂，即可制得粗金属铀。

粗铀经过冶炼，可制得纯净的金属铀锭。为了防止氧化，铀锭一般保存在煤油中。过去，金属铀在工业上的用途很有限。铀的化合物，如重铀酸钠，只是被用来制造荧光铀玻璃以及瓷器着色。这样，铀从被发现以来，沉默了一百多年，直到20世纪，才引起人们的注意——成了原子弹与原子能反应堆的“主角”。在1940年以后，报纸杂志上才出现“炼铀工业”的字样。

在大自然中，铀有两种常见的同位素——铀235与铀238（U235、U238）。天然铀矿中所含的铀，主要是铀238，而铀235仅约占百分之七（重量比）。这两种铀的化学性质几乎完全一样，因为它们的原子结构非常相似：铀235的原子核中，含有92个质子，143个中子；铀238的原子核中，含有92个质子，146个中子。

铀238与铀235的脾气可不一样：铀235是原子炸药，用来制造原子弹。当铀235被中子轰击后，会发生链式反应，在一刹那间释放出巨大的原子能，结果造成猛烈的爆炸。在原子弹里，便装着铀235。1千克铀235的爆炸，其威力不小于1.5万～2万吨的烈性“梯恩梯”炸药。(www.xing528.com)

铀235不仅用来制造原子弹，更重要的是，可以做原子燃料。人们用铀235制成了原子能反应堆。1克铀235裂变产生的原子能，可以用来代替2吨煤！上海市每年要用几百万吨煤做燃料，如果改用铀235做“燃料”的话，只消几千千克就够了。现在，人们已用铀235来作为原子能破冰船、核潜艇的动力。如果将来能用铀235开动飞机的话，1克铀235可以使飞机以每小时1300千米的速度飞行10千米！

然而，铀238却与铀235不一样，当它受到中子的冲击，并不会爆炸，而是“吞食”了中子，使自己变成了另一种新元素——钚239。在过去，人们曾以为铀238既不能制造原子弹，又不能作为原子燃料。但是，经过仔细的研究，人们发现，铀238本身固然不能用来制造原子弹或作为原子燃料，但是，它“吞食”一个中子后生成的钚239却与铀235一样，受到中子的冲击也会发生裂变，并放出巨大的原子能。钚239同样可以作为原子能反应堆中的原子燃料。

于是，铀238也就一跃成为很重要的原料了——用来制造原子燃料钚239的原料。

铀的另一个同位素——铀233，近年来，也被人们用作原子燃料。

1958年，我国建成了第一座原子能反应堆。1964年10月16日，我国成功地爆炸了第一颗原子弹。1967年6月17日，我国成功地爆炸了第一颗氢弹。