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貧鈾

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U-238 貧鈾彈,1999 年於南斯拉夫發射。照片拍攝於貝爾格勒軍事博物館

貧鈾(英語:Depleted Uranium,縮寫DU),又稱貧化鈾耗乏鈾衰變鈾等,是一種主要由鈾-238構成的物質,為核燃料製程中的副產物,故也是一種核廢料。自然界中的含有約99.27%的鈾-238、0.72%的鈾-235及0.0055%的鈾-234,鈾-235可用於核子反應爐核武器中的核分裂反應材料,但必須先將濃度提高成為濃縮鈾才能使用,而在濃縮過程中所排出鈾-235濃度更低的廢料部份,就稱為貧鈾,其中鈾-235和鈾-234的濃度大約只有天然鈾的三分之一,放射性則約為天然鈾的60%。也有部分貧鈾通過再處理已使用的核燃料生產,但這類貧鈾會含有鈾-236美國核能管理委員會規定鈾-235含量在0.711%以下,美國國防部規定鈾-235含量在0.3%以下,實際使用0.2%以下,歸類為貧鈾[1]

性質與用途

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民用

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  • 由於中子俘獲截面大,輻照穩定,強烈吸收伽馬射線與X光,鑄造簡單,不會產生大氣孔缺陷,適合製造輻射屏蔽容器。工業廣泛使用的銫137、鈷60放射源,現在通用貧鈾做防護容器,重量是罐的30%。
  • 民航飛機的配重[2]
  • 慣性飛輪

軍用

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  • 貧鈾彈:貧鈾合金動能穿甲彈具有「自銳」(self-sharpening[3])特性:臨界絕熱剪切應變率和臨界絕熱剪切厚變值較低,易於發生絕熱剪切斷裂。也即在穿甲過程中,彈芯頭部邊緣材料容易發生崩落,相當於一直在削尖的彈頭,從而也使彈靶之間一直保持一個很小的作用面積,減小了侵徹阻力,提高著靶比能,侵徹深度得以顯著提高。
  • 貧鈾裝甲
  • 貧鈾合金藥型罩破甲彈
  • 貧鈾機槍彈

貧鈾的密度高達19.1g/cm3,與相近,可作為飛行器配重塊放射線療法和工業用放射造影器材的屏蔽物,並且可作為放射性物質所使用的貨箱。軍事上則常用作貧化鈾彈裝甲,這是因為貧鈾能大幅提昇裝甲穿透力或裝甲強度,並且貧鈾彈在命中後另具有3,000°C的高溫燒灼效果。

由於β衰變,貧鈾存在軔致輻射

健康風險

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然而使用貧鈾彈可能導致長期的健康問題,心臟等許多器官可能受到輻射的影響。由於貧鈾微弱的放射性,所以人們視它為有毒金屬,但毒性較重金屬低。貧鈾粉末可能被吃、喝或吸入人體,貧鈾有一萬年以上的半衰期。由貧鈾彈衝擊物體而爆發時產生的氣膠,可能散佈污染廣大的面積,而被人吸入體內。在2003年美國伊拉克的攻擊行動中,三週內估計使用了約95萬顆、超過1,000噸的貧鈾彈,大部份都在市區。目前暫無決定性資料顯示某些人的健康問題與貧鈾有關,但人工培養細胞與實驗室動物實驗已發現貧鈾的慢性效應(長期曝露)造成白血病基因疾病神經疾病等的可能性。同時目前無論是南斯拉夫還是伊拉克,這些曾經被使用過貧鈾彈的地區均產生了不同因核輻射引起的各種疾病。[來源請求]

參考資料

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  1. ^ Depleted Uranium. IAEA. [2023-03-22]. (原始內容存檔於2017-07-16). 
  2. ^ Boeing Use of Depleted Uranium Counterweights in Aircraft. (PDF). www.nrc.gov. [2023-03-22]. (原始內容存檔 (PDF)於2022-01-22). 
  3. ^ Depleted Uranium. GlobalSecurity.org. 7 July 2011 [24 July 2016]. (原始內容存檔於2012-01-19).