明明自然界中铀-238最丰富，为什么还要用稀有的铀-235做核燃料？

理论上所有的放射性元素都可以作为核裂变燃料，但是由于自然界中各种放射性元素的含量，获取的难度，加工成本的高低，我们能够选择的余地很小！原子弹常用的核材料是铀和钚，但在使用核能的核电站中，全部使用铀。为什么选择铀？

为什么核反应堆的核燃料都是铀，而且是铀235，难道大量存在的不是铀238吗？

元素周期表中的很多元素都有放射性同位素。这些放射性同位素由于原子核中质子和中子的结合而不稳定，会衰变！同位素是质子数相同但中子数不同的元素，如氚、碳14、钴60、碘131等，这些都是放射性同位素，当存在时会产生伽马射线和α射线。它们衰变）β射线（电子或正电子），如果一个元素的所有同位素都具有放射性，那么这个元素就是放射性元素，比如铀、镭、氡。

云室观察放射性元素衰变

为什么是铀？

其实很简单，因为铀是自然界中唯一大量存在的放射性元素，铀也是最有可能实现可控裂变的元素。铀的化学元素符号是U，铀的质子数是92，所以它有92个核外电子。自然界中大量存在的同位素有两种，一种是U-235，原子核中有143个中子。铀元素含量约为0.7198～0.7202%，半衰期为7.04亿年。另一种是U-238，它的原子核中有146个中子。微量的U-234！

铀在衰变时会释放α射线，所以很容易保护，所以纯铀并不危险，几层薄纸就可以保护。当然不建议带在身上，毕竟是放射性元素。不要再重复20世纪初放射性增强人体的笑话了。每个人都知道放射性的危害！

为什么是铀235？

核电站使用的核燃料是U-235。U-238含有99%以上的铀元素，除了吸收中子并提高其转化为钚元素的价值外，只能用于贫铀装甲。还是贫铀弹！那为什么不用U-238，非得用U-235加点内容呢？

这是因为U-238的放射性强度比U-235低，U-238被快中子碰撞后会吸收它的能量，所以不会产生裂变，但是可以经过两次捕获慢中子后，β衰变变成可裂变钚239，因此U-238是增值反应堆的原材料。例如，重水反应堆中多余的慢中子可以将U-238转化为钚239，钚239成为制造原子弹的原料，因此重水反应堆的投资建设是国际原子能机构的重点监测对象机构！

钚239也可以裂变，为什么不把它当作核燃料呢？

正如我们在上面了解到的，钚在自然界中并不大量存在。如果需要的话，还得通过重水反应堆来生产，所以成本直接是天文数字。一般只用氧化钚制造核电池（如旅行用氧化钚（plutonium-238）用于一号和二号），其他用途是制造原子弹。高端大气上档次的两个地方还不够，还用来发电？太奢侈了。

钚元素

钚-239也是三种易裂变同位素之一（另外两种是U-233和U235），但钚的生产成本高，所以大多数国家都将其作为原子能的基础炸弹材料储备，基本上没有机会用它作为核燃料。当然，大多数快中子增值堆都使用钚-239裂变燃料，U-238作为增值材料，因为每次中子诱发分裂释放的中子数为：

铀235：2.10

Plutonium-239:2.45

Uranium-233:2.31

因为钚的效率最高，而且钚可以生产更多的钚，所以被称为快中子增值堆。如果推广开来，到钚239的量难以消化的时候，肯定会作为普通核电站的核燃料。然而，就目前而言，很少有国家能够奢侈地使用钚239作为核燃料。此外，核燃料的选择还与原子核的裂变势垒有关。比如U-235比较低，U-236稍高，U-238比较高。对于其他放射性物质，也可以参考自然界是否存在裂变势垒。其实之前的状态只剩下铀了！

快中子增值反应堆

除了核裂变还有核聚变

其实核能除了裂变还有聚变。与裂变相反，聚变是将轻元素融合成重元素，这和选择性裂变有些不同，同样，我们也是选择那些容易聚变，自然含量巨大的，但是我们不能死。我们发现的两种最容易聚变的氘和氚聚变，海水中的氘含量在0.02%左右，虽然比较贵，大约几千元一公斤（和聚变的高能量比起来，简直就是白菜）.

元素的比结合能

不过氚比较贵，据说每公斤要几千万美元，但是可以通过裂变反应堆用过量的中子轰击锂六来生产，或者在聚变反应堆中，氚也是通过同样的机制产生的，也就是说理论上可以自给自足，这让大家松了一口气。这么贵的氚被烧成这样，岂不是很可惜？

聚变反应堆

不过，与裂变反应堆不同的是，大家使用核能已经快半个世纪了，但谁知道聚变能什么时候才有。1910年代至今已有40年。2030年有可能吗？我希望，我希望在石油和天然气用完之前，聚变反应堆的动力能用上。否则，人类文明将何去何从？