历 史
△ 铀由德国化学家克拉普罗特从沥青铀矿中分离出,就用1781年新发现的一个行星——天王星命名它为uranium,元素符号定为U。
△ 欧洲发现第一个铀矿是在捷克埃尔茨山地区的约阿希姆斯塔尔。该矿曾作为铅、银和其他金属的
资源被开发。开采后的矿石残渣中含有沥青铀矿。1898年居里夫妻从矿石残渣中第一次分离出镭。从1906年起该矿就进行了镭的生产。
△ 第一个成功的核裂变实验装置在1938年的柏林被德国科学家奥托·哈恩(Otto Hahn,1879—1968)、莉泽·迈特纳(Lise Meitner,1878-1968年)和弗瑞兹·斯特拉斯曼(Fritz Strassman-)制成。
△ 在第二次世界大战中,一些国家致力于研究核能的利用,它们首先研究的是核反应堆。1942年12月2日,恩里科·费米在芝加哥大学建成了第一个完全自主的链式核反应堆,在他的研究基础上建立的反应堆被用来制造轰炸了长崎的原子弹“胖子”中的钚。在这个时候,一些国家也在研究核能,它们的研究重点是核武器,但同时也进行民用核能的研究。
△ 1951年12月20日人类首次用核反应堆产生出了电能,这个核反应堆位于爱达荷州Arco的EBR-I试验增殖反应堆,它最初向外输出的功率为100kW。
△ 1953年12月,美国总统德怀特·艾森豪威尔发表的名为“和平需要原子”的演说,这使美国政府开始资助一系列国际间的核能研究。
△ 1954年建造完成的鹦鹉螺号核动力潜艇是世界上第一艘核动力船。
△ 1954年6月27日,苏联奥布宁斯克核电站成为世界上第一个向电网并网发电的核电站。该反应堆使用了石墨来控制核反应并用水来冷却,功率为5MW。
△ 世界上第一个投入商业运营的核电站是英格兰设菲尔德的卡德霍尔核电站,它于1956年开始运行。它有一个Magnox型石墨气冷反应堆,最初的输出功率为50 MW,后来提高到了200 MW。
△ 美国海军为海狼核潜艇(SSN-575)研制的钠冷堆(Submarine Intermediate Reactor, SIR)的原型堆于1955年7月18日并网发电。
△ 宾夕法尼亚州码头市的“码头市核电站”压水型反应堆1957年12月18日并网发电,是美国第一个投入商业运营的非军用反应堆。
△ 09I型核潜艇(北约代号:“汉级”,英文:Han-class)是中华人民共和国研制的第一种核潜艇,1970年起陆续建成服役,共建造5艘,部署在中国人民解放军海军北海舰队。目前该型艇仍有三艘在役。动力系统为90MW压水反应堆1座、蒸汽轮机2座(12000马力)。
铀含量
△ 铀在土壤、岩石及河流、海洋都可发现;甚至在人体和食品中都有痕迹量存在。但是浓缩的铀矿却只在很少的地方发现,加拿大天然铀浓度最高,高达200 000 ppmU(20%U),属于最高品质铀矿。
铀资源
△ 铀储量(Recoverable Resources)最多的国家是澳大利亚,拥有1 818 300公吨U,占全球总储量6 142 600公吨U的30%。
△ 铀储量居第二位的国家是哈萨克斯坦,拥有842 200公吨U,占全球总储量6 142 600公吨U的14%。
铀 矿
△ 麦克阿瑟河铀矿(McArthur River Uranium Mine)雄居世界上最大的高品位铀沉积,位于加拿大北部萨斯喀彻温省,1988年发现。2000年11月投产。2009年底估算,铀矿可采和概算储量为778500公吨,平均品位19.53% U3O8。年产铀矿石212285吨(稀释吨位),铀产品8491吨。采取地下开采法。2016年产6945吨铀,占全球总量的11%。
△ 2018年世界十大铀矿之首是加拿大雪茄湖(Cigar Lake),属于Cameco/Orano所有,采用地下开采方式,开采6924吨U居世界总产量的13%。
△ 2018年世界十大铀矿之第二位是澳大利亚奥林匹克大坝(Olympic Dam),属于BHP Billiton所有,采用地下开采方式,开采3159吨U,居世界总产量的6%。
△ 铀矿开采主要露天开采和地下坑道开采,2018年占55%。生产第二大国—加拿大几乎都用地下开采法提取铀。
△ 原地溶浸取铀法(In situ leach,ISL)应用几乎只在铀储量大国—哈萨克斯坦应用,7个矿区如托库杜-梅古杜克(Tortkuduk & Myunkun)、因凯(Inkai)、布琼诺夫斯科耶(Budenovskoye)等等。占全球份额的39%。
铀产量
△ 1945-2018年加拿大铀产量居世界第一,共计生产531608吨U,占世界总产量2909592吨U的18.3%。
△ 1945-2018年哈萨克斯坦/乌兹别克斯坦的铀产量居世界第二,共计生产493164吨U,占世界总产量2909592吨U的16.9%。
△ 哈萨克斯坦的铀产量雄霸全球。2018年产量高达24575吨,占全球总量的40%;其次为加拿大14039吨,占全球总量的22.5%、澳大利亚6315吨,占全球总量的10.1%;这三个国家占全球总量62366吨的72.6%。中国铀产量为1616吨,占全球总量的2.6% 。
铀生产公司
△ 雄居世界上最大的铀生产公司是哈萨克斯坦国家核能工业公司(KazAtomProm),2019年8月铀产量为11074吨,占全球总产量53 498吨的21%。
△ 加拿大卡梅科公司(Cameco)是世界上第二大的铀生产商,2019年生产8 758吨铀,占全球总吨的16%。
△ 法国新阿海珐公司(Orano,即奥兰诺公司)是世界上重要铀生产公司,居世界第三位。2019年生产5809吨铀,占全球铀生产总量的11%。
核能发电
△ 美国是全球核能发电最多的国家。2018年美国核能发电808.0TWh,占全球总量2563 TWh的31.5%。
△ 法国是全球核能发电第二位国家。2018年美国核能发电395.9TWh,占全球总量2563 TWh的15.4%。
△ 中国是全球核能发电第三位国家。2018年美国核能发电277.1TWh,占全球总量2563 TWh的10.8%。
△ 2018年核能发电占全球发电总量的10.3%。由于各国人口数量不同,核能发电量在该国的发电份额中差别较大。2018年美国占19.3%、法国占71.1%,而中国最少,为4.2%。
△ 核能发电量在该国的发电份额中降低最快的国家是中国。从2008年至2018年的十年间,中国从2.2%增加到4.2%。
△ 核能发电量在该国的发电份额中降低最快的国家是德国和日本,从2008年至2018年的十年间,德国从28.3%降低到11.7%;日本福岛核电站(Fukushima Nuclear Power Plant)于2011年3月12日受地震影响,放射性物质泄漏到外部。日本核能发电量在该国的发电份额中降低最快,从24.9%跌到6.2%。