在有關核武器、核能、甚至是核事故的新聞和資料中，“核燃料棒”是一個非常常見的名詞。核燃料棒是什么？是一根真正的棒子嗎？核燃料棒是如何發(fā)出核能的？現(xiàn)在筆者就來粗略解釋一番。
在說核燃料棒以前，我們先說說天然鈾礦。因為天然鈾礦是所有核武器工業(yè)和核能工業(yè)的基礎礦藏。
天然鈾礦中的鈾，是以固體化合物的形式，儲存在地球地殼中，地球內(nèi)部的深處也有鈾，但人類目前的技術(shù)，只能利用地表以下3000米以內(nèi)的淺地殼內(nèi)的天然鈾。天然鈾在地殼中的含量極低，不到百萬分之2.5，比所謂珍貴的金礦的含量還低幾個數(shù)量級。因此天然鈾礦非常珍貴和罕見。世界上天然鈾礦儲量最大的國家是澳大利亞，其次是加拿大和哈薩克斯坦，中國的天然鈾礦儲量相對國土面積屬于比較貧乏；當然，美國國土內(nèi)的天然鈾礦儲量也不高，中美的核電站，未來都需要進口部分鈾礦石。
天然鈾礦結(jié)晶，一般呈現(xiàn)灰綠色或者黃綠色，其中主要可利用的成分是鈾235，天然鈾的鈾235富集度為0.714%，其他99%，是不能再裂變利用的鈾238，這就是經(jīng)常被提到的貧鈾，貧鈾可以用來做彈芯和貧鈾裝甲，但貧鈾不可能百分百的被提純，里面仍然混雜含量為千分之幾的鈾235，仍然具有放射性，因此利用貧鈾的風險較大。
這里必須說明，天然鈾礦和鈾礦石都具有放射性，但這種天然的放射性，并不是特別嚴重。大型天然鈾礦周邊，仍然會正常的生長動植物和有人類生存，并不會因為某地出產(chǎn)天然鈾礦，而導致這個礦周邊幾十里寸草不生。只有通過專用的放射性檢查儀器，才能發(fā)現(xiàn)鈾礦床附近的放射指標，高于沒有放射性礦物的地區(qū)。
有鈾礦床的地區(qū)，放射指標只會比普通地區(qū)高一到兩倍，對常年居住在此的人類的影響非常有限。只是一些和放射性有關聯(lián)的疾病，略微比其他地區(qū)高。比如，假設正常地區(qū)的出現(xiàn)白血病患者的概率是每十萬人3例。那么鈾礦附近居民的患病概率是每十萬人4例左右。
因為天然鈾礦的放射性較低，開采和提煉過程，對直接接觸鈾礦石的礦工影響也有限，只需正常穿戴工作服和口罩，就可以起到較好的防護作用。
新中國剛剛成立的五十年代，在全國大規(guī)模普查天然鈾礦，曾經(jīng)在廣西某地最早發(fā)現(xiàn)了天然鈾礦的原石，這塊礦石被稱為中國核工業(yè)的“開業(yè)之石”。并且這塊石頭，被迅速送到北京懷仁堂，給包括毛主席、周總理在內(nèi)的最高層現(xiàn)場觀看。這個故事也說明天然鈾礦放射性很低，對人類是基本安全的。
天然鈾礦石之所以相對安全，在于天然鈾（有多種同位素）的半衰期是以7億到幾十億年來計算。天然鈾在地球形成后就開始衰變，到現(xiàn)在放射性已經(jīng)很低。天然鈾主要對外偶然性地釋放阿爾法射線，這種射線其實就是氫原子的質(zhì)子核。只需一張A4紙，就可以擋住阿爾法射線。而人的衣服和皮膚都完全可以隔絕阿爾法射線。不會對人體內(nèi)部組織造成影響。
