并非所有铀都可以用于武器。以下是“丰富”的含义。

当大多数人听到铀这个词时，他们会想到蘑菇云、冷战对峙或科幻小说中发光的绿色棒（卡塞佐/iStock）

但铀不仅仅是世界末日恐惧的燃料。它也是一个令人惊讶的常见元素，在现代能源、医学和地缘政治中发挥着至关重要的作用。

铀在 2025 年 6 月重新成为全球关注的焦点，当时美国对伊朗的地点发动军事打击据信是高浓缩铀的藏品，此举重新点燃了围绕它的紧急对话核扩散.

许多头条新闻都提到了伊朗 60% 的浓缩铀，但这到底意味着什么？

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作为生物化学家，我对揭开这个经常被误解的元素的神秘面纱很感兴趣。

什么是铀？

铀在元素周期表上排名第 92 位，是一种放射性金属元素。放射性是一个自然过程一些原子（如铀、钍和镭）会自行分解，释放能量。

德国化学家马丁·海因里希·克拉普罗特最初于 1789 年发现了铀，并以新发现的行星命名天王星.然而，它的力量直到 20 世纪才被释放，当时科学家发现铀原子可以通过一种称为核裂变.

在裂变，原子核分裂成两个或多个原子核，从而释放大量能量。

铀是几乎到处都能找到.它存在于岩石、土壤和水中。植物和动物中甚至有微量的铀——尽管数量很少。它大部分存在于地壳中，它就在那里开采和浓缩以增加其最有用的放射性形式铀 235 的量。

充实困境

铀 235 是一种铀的同位素，它是具有相同基本标识但权重稍大或稍轻的元素版本。想想同一棵树上的苹果。有些大，有些小，但它们都是苹果——尽管它们的重量略有不同。基本上，同位素是相同的元素，但质量不同。

未加工的铀主要是铀 238。它仅包含约 0.7% 的铀-235，这是允许发生最多核裂变的同位素。因此，浓缩过程浓缩了铀 235。

浓缩可以使铀对核武器的发展更有用，因为天然铀没有足够的铀 235 在反应堆或武器中正常工作。该过程通常包含三个步骤.

第一步是将铀转化为气体，称为六氟化铀。在第二步中，气体被输送到一台称为离心机的机器中，该机器旋转得非常快。因为铀 235 比铀 238 轻一点，所以它在旋转时向外移动得更慢，并且两种同位素分离。

这有点像沙拉旋转器将水与生菜分离的方式。一次旋转不会产生太大差异，因此气体连续通过多个离心机旋转，直到铀 235 浓缩。

铀通常可以发电厂并在浓缩 3%-5% 时发电，这意味着 3%-5% 的铀是铀 235。浓缩度为 20% 时，铀 235 被认为是高浓缩铀，而 90% 或更高的被称为武器级铀。

这种高等级的核武器之所以有效，是因为它可以维持快速、不受控制的链式反应，与其他同位素相比，它会释放出大量的能量。

铀的各种力量

虽然许多头条新闻都集中在铀的军事潜力上，但这种元素在现代生活中也起着至关重要的作用。在低浓缩水平下，铀功率占全球电力的近 10%.

在美国，许多核电站使用铀燃料运行，生产无碳能源.此外，一些癌症疗法和诊断成像技术利用铀来治疗疾病.

在海军技术方面，核动力潜艇和航空母舰依靠浓缩铀多年安静高效地运行。

铀是一个二元性的故事。它是一种从古老岩石中提取的矿物，可以照亮城市或从地图上抹去城市。它不仅仅是冷战或科幻小说的遗物。它是真实的，它是强大的，它正在塑造我们的世界——从全球冲突到癌症诊所，从能源网到国际外交。

最后，真正的力量不仅仅在于元素释放的能量。它在于人们如何选择使用它。

安德烈·哈德森， 理学院院长， 生物化学教授，罗切斯特理工学院

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