本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。在某问答平台上，有一位童鞋提了这样一个问题：燃料铀从大自然中提取为什么用完不能再释放到大自然中？这是因为……铀用完后就不是当初那个铀了，自然不能排放到大自然中去。首先我们得认识一下，为什么天然存在的铀没有对环境造成明显污染。虽然地球上到目前为止使用的铀都是从地下挖出来的，但是你们知道铀矿中铀的含量有多低么？作为一种放射性物质，铀元素会随着时间的推移而衰变减少，在地壳中的含量只有2/1,,（一百万分之二），就算是天然含铀量最高的铀矿石中，含量也不足0.1%，一吨矿石中提取不出1公斤的铀，矿石的主要重量都是来自其它元素，铜、砷、钡、钼、钙和氧等等，而一般的铁矿石，比如我国从澳大利亚进口的含铁量至少要在65%以上。而这1吨提炼出来的1公斤铀可以直接用吗？不能，要知道世界上还存在着一种名为“同位素”的东西，拥有相同数量质子但不同数量中子的元素，它们虽被认为是同一种元素，但理化性质却不相同。铀有三种同位素,铀-、铀-和铀-，自然界中大量存在的主要是后两种，它俩在放射性元素中算是非常怠惰的，一个半衰期是7.04亿年，另一个更是高达44.68亿年！所以核工业中需要的是半衰期比较短的铀，但是它在自然界的含量只有0.72%（这是自然的，毕竟衰变得快），所以核工业中最重要，难度最大也是最没有可能隐藏的一步就是对高浓度铀进行“再提纯”，将不足百分之一的铀提纯出来。那么这样的铀是不是就变得威力无比，人挡杀人佛挡杀佛了呢？其实依然不会，如果你不想受到铀辐射的侵害，只需要戴上手套，穿上衣服就可以了。这是为什么？因为铀中发生的核裂变名为α衰变，是所有核辐射中最弱的，放射出的粒子流被称为α射线，虽然听起来还挺厉害的，其实只是氦原子的核——两个质子与两个中子。因为粒子的质量太大，所以速度也相对较慢，只有光速的1/10，能量也只有5MeV，要知道没有质量负担的γ射线粒子（其实就是光子）常常可以达到Mev，目前检测到来自宇宙最高能的γ射线甚至达到了450Mev！可见α衰变有多么弱小了。这样的射线只需要一张纸或几厘米空气就可以完全吸收，所以只要戴上基本的衣物手套，就不太可能伤到你。那么为什么核废料还如此的可怕，核污染还如此的致命呢？这是因为……铀并不是只发生一次裂变就会释放出全部能量呀，无论是核爆还是发电站，铀发生的都不是自然情况下的简单α衰变，而是一系列的反复衰变过程，其中涉及了α和β两种衰变。理论上铀衰变的最终产物是铅：U(铀)-→Th(钍)-→Pa(镤)-→U(铀)-→Th(钍)-→Ra(镭)-→Rn(氡)-→Po(钋)-→Pb(铅)-或At(砈)-→Bi(铋)-→Po(钋)-或Tl(铊)-→Pb(铅)-→Bi(铋)-→Po(钋)-或Tl(铊)-→Pb(铅)-.相信一些朋友也认出来了，其中有几种可是强烈且致命的放射性元素，比如钋、镭、氡等不仅如此，衰变过程中释放的中子流还会被一些元素捕获，比如铀在捕获一个中子后会变成铀，然后发生一次β衰变释放两个电子，于是两个中子变成两个质子，产生了一种半衰期为24年的强辐射元素，也就是钚。所以用过之后铀与天然的铀早就不一样了，不仅浓度非常高，还产生了很多强大暴躁的放射性元素，自然不能随便丢弃了。不过……怎么说呢？其实这个问题的两个方面都不是很严谨。首先说天然的铀吧，其实在铀矿丰富的区域，辐射多少还是有一些超标的，因为铀矿中富集了很多放射性元素氡，这也是铀天然衰变的产物，所以开采铀矿的过程一定要严加看护，否则很有可能造成严重的污染。其次再说核废料是如何处理的吧，现在采取的最主要的方式是深埋，通过区分废料辐射度的不同，将其用特制的容器密封后埋入不同深处的特定核废料处置库。低辐射的就进入地下20~30米，这样几乎没有辐射会到达地表，高辐射的需要埋入~1米深的特制防护处置库。从某种意义上来说呢，也算是回到了自然中吧……大概我是酋知鱼，一条随处可见的科学作者，欢迎
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