Rikunarita-ORG/Wikinium huggingface dataset:
# 碳化物[编辑]

碳化钙
**碳化物**是碳与电负性比它低的或和它相近元素化合生成的化合物，在工业上有很多用途。碳化物一般按以下标准分类：

* 离子碳化物（盐类碳化物）
* 共价碳化物
* 间隙碳化物
* “中间型”过渡金属碳化物，处于离子碳化物与间隙碳化物之间

此外，二元碳化合物还有：

* 石墨化合物
* 碱土金属富勒烯化合物
* 内生富勒烯，金属原子位于富勒烯分子内
* 金属-碳多面苯，含有C2单位的簇合物

## 例子

碳化物的例子有：

* 碳化钙（CaC2）—离子碳化物，俗称“电石”，由氧化钙与焦炭在电炉中反应制取
* 碳化硅（SiC）—共价碳化物
* 碳化钨（WC、W2C）—超硬材料
* 碳化三铁（Fe3C）—钢中的组分
* 碳化硼
* 碳化钽
* 碳化钛

其他参见Category:碳化物。

## 不同类型

### 离子碳化物

以下元素会生成离子碳化物：

* 第1族碱金属
* 第2族碱土金属
* 第3族—钪、钇和镧
* 第11族—铜、银和金
* 第12族—锌、镉和汞
* 铝
* 镧系元素形成MC2和M2C3类型碳化物时
* 锕系元素形成MC2和M2C3类型碳化物时

大多数含有C22−（乙炔衍生物）、C4−（甲烷衍生物）或C34−（丙炔衍生物）离子。

C22−的例子如：Li2C2、Na2C2、CaC2、LaC2、UC2。

C4−化合物与质子反应生成甲烷：

C4− + 4H+ → CH4
例子有：Be2C、Al4C3。

C34−的例子有Li4C3、Mg2C3。该离子为直线型，与二氧化碳是等电子体。

### 共价碳化物

有碳化硼、碳化硅等，是硬度很高的晶体，可以用来制磨石、砂轮等。

### 间隙碳化物

除铬外，所有4,5,6过渡金属都会生成间隙碳化物。此类碳化物反应性不强，有类似金属的性质，有些有化学计量范围，如碳化钛。碳化钛和碳化钨都是超硬材料。

一些间隙碳化物的结构列在下面：

| 金属
 | 金属的晶体结构
 | 金属半径 (pm)
 | MC - 金属原子堆积
 | MC 结构
 | M2C - 金属原子堆积
 | M2C 结构
 | 其他碳化物
 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 钛
 | hcp
 | 147
 | ccp
 | 氯化钠
 |  |  |  |
| 锆
 | hcp
 | 160
 | ccp
 | 氯化钠
 |  |  |  |
| 铪
 | hcp
 | 159
 | ccp
 | 氯化钠
 |  |  |  |
| 钒
 | 立方体心
 | 134
 | ccp
 | 氯化钠
 | hcp
 | h/2
 | V4C3 |
| 铌
 | 立方体心
 | 146
 | ccp
 | 氯化钠
 | hcp
 | h/2
 | Nb4C3 |
| 钽
 | 立方体心
 | 146
 | ccp
 | 氯化钠
 | hcp
 | h/2
 | Ta4C3 |
| 铬
 | 立方体心
 | 128
 |  |  |  |  | Cr23C6, Cr3C, Cr7C3, Cr3C2 |
| 钼
 | 立方体心
 | 139
 |  | 六方
 | hcp
 | h/2
 | Mo3C2 |
| 钨
 | 立方体心
 | 139
 |  | 六方
 | hcp
 | h/2
 |  |

## 参考资料
# 卤化物[编辑]

**卤化物**指含有呈负价卤素的化合物，通常为二元化合物。**卤离子**则指相应-1价的卤素离子。根据具体卤素的不同，卤化物可分为：

* 氟化物 — F−
* 氯化物 — Cl−
* 溴化物 — Br−
* 碘化物 — I−
* 砹化物 — At−

拟卤素生成的-1价化合物称为**拟卤化物**，主要有叠氮化物N3−、氰化物CN−、硫氰酸盐SCN−和氰酸盐OCN−等。

互卤化物则指只由卤素构成的二元化合物，如ICl、ClF3、IF5等。

有机化学中，有时也用卤化物来指卤代烃，简写为R-X。根据具体卤素的不同亦可分类为氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃。二卤代烷常用于环的构建，参见卡宾。

## 鉴定

通常以硝酸银溶液鉴定卤离子（氟离子除外），其相应沉淀的颜色分别为：

* AgCl — 白色
* AgBr — 淡黄色
* AgI — 黄色

AgF可溶于水，因此一般不用此法。

## 例子

常见的卤化物有：

* 氯化钠 — NaCl
* 氯化钾 — KCl
* 碘化钾 — KI
* 三氯化磷 — PCl3
* 氯仿 — CHCl3

* 盐度
* 金属卤化物

## 参考资料
# 铀氮化物[编辑]

**氮鈾化物**，是核燃料循環中重要的燃料。典型的氮鈾化物由一氮化鈾(UN)、三氮化二鈾(U2N3)及二氮化鈾(UN2)組成。

## 一氮化鈾

### 簡介

一氮化铀（UN），黄褐色或灰色晶体，立方晶系氯化钠型结构。相对密度14.31。熔点2630±50 °C。铀和氮加热至400 °C时产生的是一氮化铀、三氮化二铀和二氮化铀的混合物。基於其具有高熔點、密度和熱導率等﹐用作核燃料。

### 製取

把鈾放在氫氣中，生成三氫化鈾，最適温度為225°C

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_0

再將氫化物置於氮氣中，生成三氮化二鈾。注意，此反應為放出大量熱。

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_2

最後，三氮化二鈾可在900°C或以上的真空環境或1200°C或以上的惰性氣體環境被脫氮還原，生成一氮化鈾

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_4

## 三氮化二鈾

| 三氮化二铀
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| --- |
|  |
| 首选IUPAC名 Uranium nitride
 |
| 识别
 |
| CAS号
 | 12033-83-9 Y |
| 性质
 |
| 化学式
 | U2N3 |
| 摩尔质量
 | 518.078 g·mol⁻¹
 |
| 外观
 | 结晶状固体
 |
| 密度
 | 11300 kg m-3（固体）
 |
| 熔点
 | 900 °C（分解成UN）
 |
| 沸点
 | 分解
 |
| 溶解性（水）
 | 0.08 g/100 ml (20 °C)
 |
| 结构
 |
| 晶体结构
 | 六角形，hP5
 |
| 空间群
 | P-3m1, No. 164
 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。
 |
# 四氟化铀

| 四氟化铀
 |
| --- |
|  |
| 首选IUPAC名 氟化铀(IV)
 |
| 别名
 | 绿盐
 |
| 识别
 |
| CAS号
 | 10049-14-6 Y |
| ChemSpider
 | 14676181 |
| SMILES
 | * [U+4].[F-].[F-].[F-].[F-]
 |
| InChI
 | * 1/4FH.2U/h4\*1H;;/q;;;;2\*+2/p-4
 |
| InChIKey
 | CWWZGQYYTNZESQ-XBHQNQODAW |
| 性质
 |
| 化学式
 | UF4 |
| 摩尔质量
 | 314.02 g/mol g·mol⁻¹
 |
| 外观
 | 绿色晶体
 |
| 密度
 | 6.70 g/cm3（固体）
 |
| 熔点
 | 1036 °C
 |
| 沸点
 | 1417 °C
 |
| 溶解性（水）
 | 不溶（0.1mmol/L，25℃）
 |
| 结构
 |
| 晶体结构
 | Monoclinic, mS60
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| 空间群
 | C2/c, No. 15
 |
| 危险性
 |
| 警示术语
 | R：R26/28, R33, R51/53 |
| 安全术语
 | S：S1/2, S20/21, S45, S61 |
| MSDS
 | External MSDS
 |
| 欧盟编号
 | 092-002-00-3
 |
| 欧盟分类
 | 剧毒(**T+**) 对环境有害(**N**)
 |
| 闪点
 | 不可燃
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| 相关物质
 |
| 其他阴离子
 | 四氯化铀 四溴化铀 四碘化铀 二氧化铀
 |
| 其他阳离子
 | 四氟化钍 四氟化镤 四氟化镎 四氟化钚
 |
| 相关化学品
 | 六氟化铀
 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。
 |

**四氟化铀**是一种无机化合物，化学式为UF4。有放射性。可溶于草酸铵溶液，在盐酸或硝酸中溶解性较差。

## 化学性质

四氟化铀的化学性质并不活泼，在800℃才能和氧反应：

2 UF4 + O2 → UF6 + UO2F2
它在高温下水解：

UF4 + 2 H2O <=> UO2 + 4 HF
此外，它和氯无明显作用，和氟的反应在250℃以上才易于发生：

UF4 + F2 → UF6
## 参考资料
# 氣體擴散法[编辑]

**气体扩散法**是一种利用不同分子间在热运动中具有不同的速度而分离出铀235的富集（浓缩）方法。

## 原理

两种不同分子质量的气体混合物在热平衡时拥有相同的平均动能，相对速度与分子量成反比。当这两种分子通过扩散膜时，较轻分子通过扩散膜的机会较大，从而能够实现不同分子间的分离。同时还要求分子之间尽量不要发生碰撞。因此扩散膜的孔径应该小于分子运动的平均自由程。实际中分离六氟化铀时，应该满足：气体压力足够低，薄膜足够薄，孔径约为0.01～0.03μm。由于铀235与238之间相对分子量差别很小。所以理论分离系数 WIKINIUM\_MATH\_PH\_0 ，而实际分离系数大概只有1.003。因此同离心法不同的是，要想分离出铀235需要将大量的扩散分离机串联起来，逐级提高铀的富集程度。为制得3%的铀235，大约需要1200多台分离机。

扩散厂由于需要不断重复分离气体，能耗十分巨大。每单位分离功大约需耗能2500～3000kw。

* 气体离心法

* 中国核工业的创建与核燃料循环体系
* 铀同位素分离
# 溴化物

| 溴化物
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| --- |
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|  |  |
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|  |  |

 |
| 系统IUPAC名 Bromide
 |
| 识别
 |
| CAS号
 | 24959-67-9 Y |
| PubChem
 | 259 |
| ChemSpider
 | 254 |
| SMILES
 | * [Br-]
 |
| Beilstein
 | 3587179
 |
| Gmelin
 | 14908
 |
| ChEBI
 | 15858 |
| KEGG
 | C01324 |
| 性质
 |
| 化学式
 | Br− |
| 摩尔质量
 | 79.904 g mol−1 g·mol⁻¹
 |
| 热力学
 |
| Δf*H*m⦵298K | −121 kJ·mol−1 |
| *S*⦵298K | 82 J·mol−1·K−1 |
| 药理学
 |
| ATC代码
 | N05CM11（N05）
 |
| 药代动力学：
 |
| 生物半衰期
 | 12 d
 |
| 相关物质
 |
| 其他阴离子
 | 氟化物
氯化物
碘化物

 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。
 |

**溴化物**是含有负价溴（Br−）的一类化合物。溴离子是溴原子得到一个电子后形成的离子。溴化物也可以代表共价化合物中溴的氧化态为 -1 的化合物，如二溴化硫 (SBr2)。

溴离子可通过向试液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液得到黄色溴化银沉淀的方法来鉴别。为了防止还原性阴离子 S2−、SO32− 和 S2O32− 干扰 Br− 的鉴定，可通过以下方法：

向试液中加入硝酸和硝酸银溶液使 Cl−、Br− 和 I− 沉淀为银盐，然后在沉淀上加锌粉和水并加热，反应为：
2AgBr + Zn = 2Ag + Zn2+ + 2Br−
2AgI + Zn = 2Ag + Zn2+ + 2I−
取离心液加稀 H2SO4 酸化，同时加入几滴苯（或 CCl4），滴加新鲜氯水并振荡，如苯层显 I2 的紫色示有 I− 的存在；继续加入氯水，I− 被氧化为 IO3−，故紫色消失，有机层出现 Br2 的红棕色或 BrCl 的黄色，示有 Br−。

* 溴化钠
* 溴化钾

## 参考资料
# 四氯化铀[编辑]

| 四氯化铀
 |
| --- |
|  |
|  |
| 首选IUPAC名 氯化铀(IV)
 |
| 识别
 |
| CAS号
 | 10026-10-5 Y |
| 性质
 |
| 化学式
 | UCl4 |
| 摩尔质量
 | 379.841 g·mol⁻¹
 |
| 外观
 | 暗绿色固体
 |
| 熔点
 | 590℃
 |
| 沸点
 |  |
| 相关物质
 |
| 其他阴离子
 | 四氟化铀 四溴化铀 四碘化铀
 |
| 其他阳离子
 | 氯化钕
 |
| 相关化学品
 | 四氯化碳 三氯化铀 五氯化铀 六氯化铀 氯化铀酰
 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。
 |

**四氯化铀**是一种无机化合物，化学式为UCl4，有放射性。

## 制备

四氯化铀可以通过二氧化铀与氯化亚砜或四氯化碳的反应来制备：

UO2 + CCl4 —450℃→ UCl4 + CO2
## 化学性质

四氯化铀遇水产生氯化铀酰，在空气中加热也会氧化到此产物。

2 UCl4+O2+2 H2O->2 UO2Cl2+4 HCl

遇到乙醇、丙酮、吡啶和乙酸乙酯也会发生化学反应。

## 参考资料
# 碘化物[编辑]

| 碘化物
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| --- |
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|  |  |
| --- | --- |
|  |  |

 |
| 系统IUPAC名 Iodide
 |
| 识别
 |
| CAS号
 | 20461-54-5 Y |
| PubChem
 | 30165 |
| ChemSpider
 | 28015 |
| SMILES
 | 展开* [I-]
 |
| Beilstein
 | 3587184
 |
| Gmelin
 | 14912
 |
| ChEBI
 | 16382 |
| KEGG
 | C00708 |
| 性质
 |
| 化学式
 | I−  |
| 摩尔质量
 | 126.9 g·mol⁻¹
 |
| 热力学
 |
| *S*⦵298K | 169.26 J K−1 mol−1 |
| 相关物质
 |
| 其他阴离子
 | 氟化物
氯化物
溴化物

 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。
 |

**碘化物**指含有碘离子（I−）的化合物， 包括以碘化铯为例的离子化合物以及以四碘化碳为例的共价化合物。大多数离子性碘化物都是可溶于水的，除了黄色的碘化银和砖红色的碘化汞。碘化铅微溶于冷水而可溶于热水，这一特性被用于“黄金雨”的实验。

检验碘离子时，先加入几滴酸以消除碳酸根离子的干扰，再加入硝酸铅或硝酸銀，若出现亮黄色的碘化銀或碘化铅沉淀，则可证明碘离子的存在。

碘在含碘离子的溶液中溶解度增大，原因是生成了下述的棕色I3−配离子：

I−(aq) + I2(s) ⇌ I3−(aq)

## 例子

常见的碘化物包括：

* 碘化氢 (HI)
* 碘化钠 (NaI)
* 四碘化碳 (CI4)
* 碘化银 (AgI)
* 三碘化氮 (NI3)

## 抗氧化剂应用

碘化物可作还原剂，还原体内过氧化氢之类的活性氧，以减少对机体的损害。蓝菌是最原始的发生光合作用的生物体，生活在超过三十亿年前。过氧化物酶和含高浓度碘的藻类（占1-3%干重）是地球上最早产生氧气的生物， 而碘化物的还原性正好可为它们提供保护，防止分子组件的氧化。

事实上，海洋中存在大量的碘化物，海洋生物链的基础（Algal phytoplankton）具有积累碘化物、硒以及n-3脂肪酸的功能。:

**碘化物的生物抗氧化机理**

2 I− → I2 + 2 e− (电子) = −0.54 Volt ;
2 I− + 过氧化物酶 + H2O2 + 2 酪氨酸 → 2 碘代酪氨酸 + H2O + 2 e− (抗氧化剂);
2 e− + H2O2 + 2 H+ (细胞内水溶液) → 2 H2O
减少活性氧的毒害：

2 I− + 过氧化物酶 + H2O2 + 酪氨酸、组氨酸、脂类 -> 碘代化合物 + H2O + 2 e− (抗氧化剂)
碘代化合物包括：碘代酪氨酸、碘代组氨酸、碘代脂类等等。

## 临床应用

>6 mg/日的碘化物可用于治疗甲状腺功能亢进，以减少甲状腺素（TH）从甲状腺释放出来。大剂量的碘化物会抑制甲状腺球蛋白的水解，因此TH只被合成并储存在colloid里，而不是释放到血液中。

该治疗方法现今已很少使用，因为碘化物的使用会导致TH大量积累，减缓硫代酰胺的作用。

* 氟化物
* 氯化物
* 溴化物
# 亞希莫夫[编辑]

class=notpageimage| 在捷克的位置
**亞希莫夫**（捷克语：Jáchymov；德语：Sankt Joachimsthal 或 Joachimsthal）是捷克的城鎮，位於該國西北部，距離博日達爾7公里，由卡羅維發利州負責管轄，面積51.11平方公里，海拔高度672米，2006年人口共 3,481。

附近有鈾礦。在共產時期當局強迫政治犯在缺乏保護裝備下於那裡的鈾礦工作。現時鈾礦已停止開採，但從鈾礦流出的放射性水仍為當地一間名為「鐳宮」的放射性水療渡假村利用。

16世紀，在當地製造的銀幣，被德國人以當地地名稱為“约阿希姆斯塔勒”（Joachimsthaler），簡稱塔勒，後來演變成英文中的 "dollar" 一詞。

## 參考文獻

* （捷克文） Municipal website （页面存档备份，存于互联网档案馆）
* （捷克文） Historical photographs （页面存档备份，存于互联网档案馆）
* Historical photographs (portions in English) （页面存档备份，存于互联网档案馆）
# 重铀酸钠[编辑]

| 重铀酸钠
 |
| --- |
|  |
|  |
| 识别
 |
| CAS号
 | 13721-34-1 Y |
| PubChem
 | 160982 |
| 性质
 |
| 化学式
 | Na2U2O7 |
| 密度
 | 6.44 g/cm3 |
| 熔点
 | 1646 °C（1919 K）
 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。
 |

**重铀酸钠**或**黄色氧化铀**（化学式：Na2U2O7）是一种铀盐，重铀酸钠常缩写为SDU。与重铀酸铵一样，它是早期黄饼中的一种成分。 两种物质的比例由工艺条件决定；但现在的黄饼是主要成分为八氧化三铀的混合物。重铀酸钠它也被用于瓷器假牙中，使它们具有类似于天然牙齿的荧光，并且曾在制作陶器中用于在釉料中产生象牙色至黄色色调。 将它作为与氧化铈的混合物添加到这些产品中。最终的铀质量组成比0.008至0.1％，平均值为约0.02％。这种做法自从20世纪80年代后期起就不常见了。

经典的铀提取方法是将瀝青鈾礦粉碎后与硫酸和硝酸混合，其中的铀溶解后转化为硫酸铀酰，加入氢氧化钠使之沉淀为重铀酸钠。

2UO₂²⁺(aq)＋6OH⁻(aq)＋2Na⁺(aq)→Na₂U₂O₇(s)＋3H₂O(l)

在现在的实际操作中，从铀矿石中提取铀的老方法已被溶剂萃取、离子交换和挥发等方法等所取代。

在过去，它被广泛用于生产铀玻璃或凡士林玻璃，钠盐在初始熔化的烧制过程中容易溶解到二氧化硅基质中。

研磨铀矿石的碱处理过程包括从浸出母液中沉淀出铀酸钠，以产生称为黄饼的半精制产品。

加热八氧化三铀和氯酸钠的混合物，或者直接加热醋酸铀酰钠或碳酸铀酰钠，可以得到非晶态的铀酸钠。结晶形态是通过向熔融的氯化钠中添加少量的绿色氧化物，或将非晶形态溶解在熔融的氯化钠中使之结晶，可以得到红黄至绿黄色的棱镜或小叶状晶体。

* NRC Glossary （页面存档备份，存于互联网档案馆）
* Sodium Uranate Heats of Formation （页面存档备份，存于互联网档案馆）
* MSDS （页面存档备份，存于互联网档案馆）
* Gasperin, M. Na2U2O7: Synthèse et structure d'un monocristal. Journal of the Less Common Metals. 1986, **119**: 83. doi:10.1016/0022-5088(86)90198-0.
# 硫酸铀酰钾[编辑]

| 硫酸铀酰钾
 |
| --- |
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|  |
| --- |
|  |

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| 识别
 |
| CAS号
 | 27709-53-1 N |
| 性质
 |
| 化学式
 | K2UO2(SO4)2 |
| 摩尔质量
 | 540.355（无水） 576.381（二水） g·mol⁻¹
 |
| 外观
 | 绿黄色晶体粉末（二水合物）
 |
| 密度
 | 3.36g·cm-3 |
| 熔点
 | 120℃（分解）
 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。
 |

**硫酸铀酰钾**是一种无机化合物，化学式为K2UO2(SO4)2。极易溶于水。

K2UO2(SO4)2·2H2O在自然界中以Geschieberite矿（捷克境内）的形式存在。

## 制备

该化合物可从硫酸钾和硫酸铀酰的混合溶液中，在室温结晶得到。
# Ausonium[编辑]

**Ausonium**（元素符號為Ao）是原子序數為93的元素，也是歷史上一度以為是化學元素的物質之一，今天將原子序為93的元素稱為Neptunium，中文譯作錼。Ausonium一名來自意大利的希臘語名稱Ausonia。相同的團隊也將第94號元素命名為hesperium，其名稱來自Hesperia，是意大利在詩中的名稱。後來發現Ausonium是鋇、氪等元素的混合物。

該元素由恩里科·費米（Enrico Fermi）於1934年在羅馬大學的科學家團隊發現的，但遭到質疑。後來，於1938年發現了核裂變，它證實了費米的發現鋇、氪等元素的混合物。幾年後於1940年發現實際的93號元素，並命名為錼。

## 参考资料
# 弗里茨·施特拉斯曼

| 弗里茨·施特拉斯曼 Fritz Straßmann |
| --- |
| 出生 | Friedrich Wilhelm Strassmann 1902年2月22日  德意志帝國普魯士萊茵省博帕德 |
| 逝世 | 1980年4月22日  西德美茵茲博帕德 |
| 国籍 |  德国 |
| 知名于 | 核裂变 |
| 奖项 | 恩里科·费米奖 (1966) |
| **科学生涯** |
| 研究领域 | 物理学 化学 |
|  |

**弗里德里希·威廉·施特拉斯曼**（德語：**Friedrich Wilhelm Straßmann**，1902年2月22日—1980年4月22日），德国物理学家，化学家。

## 生平

1938年，他和奥托·哈恩认证了中子轰击铀核产生的钡，发现了核裂变现象。

## 参考资料

* Fritz Straßmann: "Über die Löslichkeit von Jod in gasförmiger Kohlensäure", Zeitschrift f. physikal. Chemie. Abt. A., Bd. 143 (1929) and Ph.D. thesis Technical University of Hannover, 1930
* Fritz Krafft: *Im Schatten der Sensation. Leben und Wirken von Fritz Straßmann*; Verlag Chemie, 1981
* Hentschel, Klaus (Editor) and Ann M. Hentschel (Editorial Assistant and Translator): *Physics and National Socialism: An Anthology of Primary Sources* (Birkhäuser, 1996)
* Walker, Mark: *German National Socialism and the Quest for Nuclear Power 1939–1949* (Cambridge, 1993) ISBN 0-521-43804-7

* Asteroid Strassmann （页面存档备份，存于互联网档案馆）
* Annotated bibliography for Fritz Strassmann from the Alsos Digital Library for Nuclear Issues
* 1944 Nobel Prize in Chemistry（页面存档备份，存于互联网档案馆）
* Fritz Strassmann （页面存档备份，存于互联网档案馆） – his activity to save Jews' lives during the Holocaust, at Yad Vashem website
# 奥托·弗里施[编辑]

| 奥托·弗里施 (Otto Frisch) |
| --- |
| 奥托·里施在战争时期在洛斯阿拉莫斯的身份证照片 |
| 出生 | (1904-10-01)1904年10月1日 奥匈帝国维也纳 |
| 逝世 | 1979年9月22日(1979-09-22)（74歲） 英国剑桥 |
| 国籍 | 奥地利/英国 |
| 知名于 | 原子弹 |
| 奖项 | 皇家学会会士 |
| **科学生涯** |
| 研究领域 | 物理学 |
| 受影响自 | 鲁道夫·佩尔斯 |
|  |
| 签名 |
|  |

**奥托·弗里施**（德语：**Otto Frisch**，皇家学会会士, 1904年10月1日—1979年9月22日），奥地利-英国物理学家，1940年与鲁道夫·佩尔斯合作设计出原子弹爆炸的理论架构。

Otto Frisch (1963)
# 核能

**核能**通常指原子核的能量，可以透過核聚變、核裂變或放射性核衰變釋放出來。

核能也可以指：

* 核結合能，將原子核裏的核子分開所需的能量
* 核能 (雕塑)，Henry Moore製作的青銅雕塑，放在芝加哥大學：美國
* 核勢能，粒子在原子核裏的勢能
* 核動力（英語：nuclear power，也稱**原子能**或**核能**）使用持續的核裂變產生熱和電
* 核技術，核能的應用，包括核能發電（原子能、核動力）、核醫學、核武器
# 石墨

| 石墨 |
| --- |
|  |
| 基本資料 |
| 類別 | 自然元素礦物 |
| 化学式 | C |
| 施特龙茨分类 | 01.CB.05a |
| 晶体空间群 | 复六方双锥晶族 赫尔曼–莫甘记号：（6/m 2/m 2/m） 空间群：P 63/mmc |
| 晶胞 | a = 2.461 Å，c = 6.708 Å；Z = 4 |
| 性質 |
| 分子量 | 12.01 |
| 顏色 | 灰至黑色 |
| 晶体惯态 | 板狀、六方薄板狀、粒狀 |
| 晶系 | 六方晶系、三方晶系 |
| 解理 | {0001} 完全解理 |
| 断口 | 參差狀 |
| 韌性/脆性 | 具彎性 |
| 莫氏硬度 | 1 - 2 |
| 光澤 | 金屬或土狀光澤 |
| 條痕 | 光亮的黑色 |
| 透明性 | 不透明 |
| 密度 | 2.09－2.23g/cm³ |
| 折射率 | 不透明體 |
| 多色性 | 無 |
| 其他特徵 | 耐強酸鹼、耐火、良好導電性與導熱性 |

**石墨**（Graphite），又稱**黑鉛**（Black Lead），是碳的一種同素異形體（碳的其他同素異形體有很多，為人熟悉的例如鑽石）。作为最軟的礦物之一，石墨不透明且觸感油膩，顏色由鐵黑到鋼鐵灰不等，形狀可呈晶體狀、薄片狀、鱗狀、條紋狀、層狀體，或散佈在變質岩之中（由煤、碳質岩石或碳質沉積物，受到區域變質作用或是岩漿侵入作用形成）。化學性質不活潑，具有耐腐蝕性。

## 结构

(双层)石墨的旋转视图。
石墨層狀結構側視圖。
石墨層狀結構上視圖
石墨具有层状的平面结构，结构如左图所示。每层中碳原子都排列成蜂窝状晶体结构，层内原子间距0.142nm，层间距0.335nm。层内每個碳原子的週邊以共价键連結著另外三個碳原子，排列方式呈蜂巢式的多個六邊形，每層間有微弱的范德華力。由於每個碳原子均會放出一個電子，那些電子能夠自由移動，因此石墨屬於導電體。

## 用途

由於石墨的疊層結構易剝落，可於紙上書寫。
它的用途包括製造鉛筆筆芯和潤滑劑或集電弓上的碳刷條，也可作為壓力管式石墨慢化沸水反應爐的中子減速劑。

目前主要用途是耐火材料的原材料，尤其是镁碳砖。自然界自然形成的石墨可分为鳞片石墨和土状石墨。

因晶体结构中存在大量离域电子，石墨可以导电，其与晶体层平行的方向电阻率为(2.5～5.0)×10-6Ω·m，与层垂直的方向电阻率为3×10-3Ω·m。

電解中的惰性電極可以由鉑製作，但由於會受鹵素侵蝕，所以在會產生鹵素（例如:電解食鹽鹽水）的電解時使用石墨替代鉑，作為惰性電極。

### 核石墨

熔盐反应堆实验中用到的石墨堆芯
核石墨指可用于核反应堆的石墨，作为中子减速剂和中子反射体。核反应堆可采用任何品级的石墨。石墨耐高温、纯度高，是迄今为止核反应堆中极为重要的原材料。核石墨也用于文德尔施泰因7-X等核聚变反应堆。

## 存在形式

碳的存在形式是多种多样的，有晶态单质碳如金刚石俗稱鑽石、石墨；有无定形碳如煤；有复杂的有机化合物如动植物等；碳酸盐如大理石等。单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石（鑽石）和柔软滑腻的石墨晶体结构不同，各有各的外观、密度、熔点等。

## 參看

* 碳纖維
* 奈米碳管
* 鑽石
* 富勒烯
* 石墨烯
* 石墨层间化合物
* 藍絲黛爾石

## 參考

* （英文） 石墨 - Webmineral （页面存档备份，存于互联网档案馆）
* （英文） 石墨 - Mindat （页面存档备份，存于互联网档案馆）
* （英文） 電池級石墨
* （英文） Graphite at Minerals.net （页面存档备份，存于互联网档案馆）
* （英文） Mineral galleries
* （英文） Mineral & Exploration – 2012年石墨礦和生產者的世界地圖
* （英文） Mindat w/ locations （页面存档备份，存于互联网档案馆）
* （英文） giant covalent structures （页面存档备份，存于互联网档案馆）
* （英文） The Graphite Page （页面存档备份，存于互联网档案馆）
* （英文） Video lecture on the properties of graphite by Prof. M. Heggie （页面存档备份，存于互联网档案馆）, University of Sussex
* （英文） CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards （页面存档备份，存于互联网档案馆）
# 濃縮鈾[编辑]

由上至下表示經過不同提煉後的鈾-238（藍色）和鈾-235（紅色）濃度。
**浓缩铀**（英語：Enriched Uranium），指经过同位素分离处理后，铀235含量超过天然含量的铀金属，与其相对的是贫化铀。

## 历史

第二次世界大战期间，美国的曼哈顿计划采用三种分离方式来提高铀-235的浓度——电磁（“电磁型同位素分离器”）、气体（“气体扩散法”）与热（“索瑞特效应”），大部分工作都在田纳西州橡树岭一地进行（橡树岭国家实验室）。

## 濃度

浓缩铀根据铀235含量的不同，可以分为高浓缩铀（HEU）（20%以上）、低浓缩铀（LEU）（2%-20%）和微浓缩铀（SEU）（0.9%-2%）。掌握生產濃度達20%以上的鈾濃縮技術後，如繼續以離心機進行鈾235及鈾238的分離，可得到鈾235濃度更高的高濃縮鈾，當铀235含量超过90%则被称为武器级浓缩铀。雖説武器级浓缩铀的铀235含量大多超过90%，但其實铀235含量只達到10%左右的浓缩铀，只要配合適當的中子源及中子反射體仍能引發核爆炸。而要使核爆炸成为可能，至少需要使铀235的浓度达到7%。

## 限制生產

不论是和平利用核能还是为了制造核武器，浓缩铀都是有需要的。但由於生產濃縮鈾是製造核彈的其中一個途徑，因此国际原子能机构希望能够控制全球各国所有铀浓缩活动，以防止核武器扩散。非核武國簽約後，裝設離心機的數量會受到限制，同時限制濃縮鈾的濃度，確保都在發電用途使用，防止生產濃度達90%可直接製造原子彈的超濃縮鈾。不過濃縮鈾只是其中一種生產核武的途徑，尚可利用重水及核反應堆生產鈽，同樣可作為生產核彈的材料，所以限制生產濃縮鈾只是限制生產核武的其中一個環節。

## 相關條目

* 电磁型同位素分离器
* 氣體離心法
* 原子蒸氣激光同位素分離
* 核武器
* 临界质量
* 曼哈顿计划
# X-10石墨反应堆

**X-10石墨反应堆**（英語：X-10 Graphite Reactor），前称**克林顿堆**（Clinton Pile）、**X-10堆**（X-10 Pile），是位于美国田纳西州橡树岭国家实验室的一个已经停用的核反应堆。该反应堆是世界上第二个人工建成的核反应堆（第一个是芝加哥1号堆），也是世界上第一个设计用来持续运转的反应堆。该堆在二战期间作为曼哈顿计划的一部分建成。
# 放射性落下灰[编辑]

**放射性落下灰**，也称**放射性沉降物**、**放射性落塵**、**輻射落塵**或**原子尘**，是核弹爆炸或核反应堆泄漏后从天而降的放射性尘埃，含有大量放射性元素，是一种放射性污染。核弹爆炸产生的辐射尘中含有大量半衰期很短的放射性元素，相当致命，动物表皮沾染后可引起皮肤β射线损伤，进而可以导致整条食物链的污染。

## 种类

### 全球范围

核武器空爆后所产生的烟云中含有放射性粒子，在风和重力的作用下，边降落边向下风方向飘移。其中较重的粒子在数分钟内即开始降落，24小时内降落在爆区下风方向数百千米的范围内，造成近区沾染；较轻的粒子，在几十小时至几天内降落到下风方向更远的地面，造成远区沾染；而美国原子能委员会认为，更轻的粒子随风飘移甚至可以环绕地球，经数日、数月，乃至数年后方能降落到地面，造成全球性沾染。

### 当地

美国Castle Bravo核爆后的落下灰分布图
核武器在地表或水面爆炸後，大量的泥土或水会被火球的高温所汽化，并被带入放射性烟云中。当这些物质与可裂变物质或与其他中子已活化的放射性污染物浓缩时，会具有放射性。在下表中的许多同位素会衰变成为人们所熟知的其他同位素。

同位素形成固体的相对能力表
（根据 T. Imanaka *et al.*）
| 同位素 | 耐受指数
 |
| --- | --- |
| 91Sr
 | 0.2
 |
| 92Sr
 | 1.0
 |
| 95Zr
 | 1.0
 |
| 99Mo
 | 1.0
 |
| 106Ru
 | 0.0
 |
| 131Sb
 | 0.1
 |
| 132Te
 | 0.0
 |
| 134Te
 | 0.0
 |
| 137Cs
 | 0.0
 |
| 140Ba
 | 0.3
 |
| 141La
 | 0.7
 |
| 144Ce
 | 1.0
 |

## 影响因素

### 爆炸方式

爆炸的位置主要是两种：空中和表面。当核武器在空中爆炸时的谓之空爆，与地表爆炸相比，其产生的放射性沉降物会相对少一些。在半地面方式下爆炸，还会产生一种附加效应，即所谓“基浪”（base surge）。

### 气象条件

气象条件对放射性沉降的影响很大，尤其是当地沉降。在雨雪的冲刷条件下，会加速当地沉降过程。在某些特殊条件下，如源于放射性云层带有大量落下灰的本地降雨（即俗称的“黑雨”），可能会使核爆炸顺风区中的某个地域形成一个重污染区。

## 效果

当动物接受了辐射后，可能会有一系列的生物变化。某些全身通过高剂量辐射后立即死亡，有些则基本正常生活了一段时间，然而随着延迟性辐射效应的发展，暴露于辐射人群中会使他们受到低剂量辐射。

### 短期

损伤效果主要因β射线的剂量和能量而定，皮肤受到落下灰中β射线照射的剂量愈大，损伤愈严重。

### 长期

辐射后期或延迟效应之后发生的辐射剂量和剂量等级范围较广。延迟效应可能会在照射数月后甚至数年后出现，其影响的广泛几乎涉及所有的组织或器官。辐射延迟可能出现的后果，有生命缩短、组织癌变、白内障的形成，慢性放射性皮肤炎、生育率降低和基因突变。

## 核反应堆事故

尽管核反应堆事故没有像核武器爆炸那么严重，但同样可以产生落下灰。核爆炸所产生的同位素特征与严重的反应堆事故（如切尔诺贝利核事故）有很大的不同。两者最关键的差异是挥发性与半衰期。

## 防护

冷战期间美国国防部的落下灰防护手册
在冷战期间，美苏英三国对国民进行了大量的核战争条件下的生存教育。其中美国的民防措施较为完备。美国政府提供了一系列程序，使得人民能够最大限度地减少暴露于原子尘的时间。但目前流行的防护态度是，全球热核战争一旦爆发，短期生存将是徒劳的，因此亦不再保留防尘庇护所。

* 核爆炸
* 髒彈
* 核分裂產物
* 放射性落塵避難所
* 中子彈
* 辐射系列游戏

## 参考

## 延伸阅读

* Glasstone, Samuel and Dolan, Philip J., *The Effects of Nuclear Weapons (third edition)*，美国政府印刷所，1977
* *NATO Handbook on the Medical Aspects of NBC Defensive Operations (Part I - Nuclear)*，美国陆海空军部，于华盛顿，1996 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
* Smyth, H. DeW., *Atomic Energy for Military Purposes* 普林斯顿大学出版社，1945. (Smyth Report)
* *The Effects of Nuclear War in America*, Office of Technology Assessment (May 1979)
* T. Imanaka, S. Fukutani, M. Yamamoto, A. Sakaguchi and M. Hoshi, *J. Radiation Research*, 2006, **47**, Suppl A121-A127.
* Sheldon Novick, The Careless Atom, (Boston MA: Houghton Mifflin Co., 1969), p. 98
# 核間諜[编辑]

**核間諜**指擅自向其他國家洩露有關核武器的國家機密。在核武器的歷史上有許多已知的核間諜案件，也有不少懷疑或指控從事間諜活動的案件。核武器一般被視為是最重要的國家機密，因此所有擁有核武器的國家都對提供有關核武器設計、儲存、輸送系統和部署的信息進行嚴格的限制，各國也僅限於把他們的核武器信息在《不擴散核武器條約》公開。

## 曼哈頓計劃

克勞斯·富克斯被視為曼哈頓計劃中最有用的「原子間諜」
「原子間諜」向蘇聯提供的核武器設計情報
第二次世界大戰期間，曼哈頓計劃成員美國、英國和加拿大合力製造第一批核武器期間，有參與項目的科學家或技術人員把核彈開發和設計的情報傳送到蘇聯，這些「原子間諜」的工作一直持續至冷戰初期。大部分案件因20世紀50年代反共主義盛行而廣為人知，而具體細節則長期存在爭議，雖然有些爭議在公開「薇諾娜計劃」有關截獲和解密間諜通訊的文字記錄後平息，但有些問題尚未解決。

間諜情報有否加快蘇聯研發原子彈進度也存在爭議。雖然蘇聯獲得一些有助發展核武器的情報，如克勞斯·富克斯給予的技術性理論知識，但由於蘇聯核武器項目主管不信任間諜情報和該國科學家，只把相關情報用作核對該國科學家的研究結果而沒有共享情報，因此學者懷疑情報對增加發展速度的作用。後來的學術研究也顯示早期蘇聯發展核武器的決定性要素不是武器設計，而跟曼哈頓計劃一樣是採購核裂變材料，尤其蘇聯在計劃開始時沒有已知的鈾礦，與美國情況不同。

## 以色列

1986年，一位在迪莫納附近核設施工作的前技術人員莫迪凱·瓦努努向英國新聞界透露有關以色列核武器計劃的情報，證實以色列秘密擁有先進的核武器，而以色列當局從來沒有承認或否認擁有核武器計劃，其後瓦努努被綁架並送返以色列接受閉門審訊，被裁定從事叛國和間諜活動。瓦努努是否真正參與間諜活動本身存在爭議，他和支持者聲稱這只是揭露秘密及非法行為，而他的反對者則視他為叛徒，為幫助以色列的敵人而洩露情報。瓦努努在離開以色列約一年後才發放他的資料和照片。這個事件的政治成份引起激烈爭論。

## 中華人民共和國

聲稱被中国間諜偷走的W88彈頭設計
1999年，美國眾議院美中國家安全和軍事/商業關係特設委員會發表的報告（被稱為「考克斯報告」）中透露，美國安全機構相信中華人民共和國持續對美國的核武器設計實驗室進行核間諜活動，尤其是洛斯阿拉莫斯國家實驗室、勞倫斯利福摩爾國家實驗室、橡樹嶺國家實驗室和桑迪亞國家實驗室。根據該報告，中国自20世紀70年代以來「偷走所有關於美國最先進的熱核彈頭機密資料」，包括先進微型熱核彈頭（可用於分導式多彈頭）、中子彈和有關核試驗電腦模擬程式編碼（中国因此可以在沒有測試武器本身的情況下改良武器）的設計。美國在1995年前對中国核間諜活動毫不知情。在洛斯阿拉莫斯國家實驗室工作的科學家李文和因該報告的調查被逮捕，當局對他提供武器情報給中国的指控失敗，他最終只被判處理數據不當。《獵虎行動：失竊的核武機密》（Tiger Trap: America′s Secret Spy War with China）對於此事有專章敘述。

## 巴基斯坦

2004年1月，巴基斯坦核子科學家阿卜杜勒·卡迪尔·汗承認向利比亞、伊朗和北韓出售核武器技術。根據他的證詞和情報機構報告，他向三國出售氣體離心機（用作提煉濃縮鈾）的設計、中國的核彈頭設計以及實體離心機。他被指從荷蘭的歐洲濃縮鈾公司（Urenco）偷取氣體離心機的設計，用作啟動巴基斯坦的核武器計劃。 2004年2月5日，他獲得巴基斯坦總統佩爾韋茲·穆沙拉夫宣布赦免，巴基斯坦政府聲稱沒有參與間諜活動，但拒絕把阿巴杜·卡迪爾·汗交給國際原子能機構接受盤問。

* 間諜
* 軍事間諜

## 參考文獻

* Rhodes, Richard. *Dark Sun: The Making of the Atomic Bomb*. New York: Simon & Schuster, 1995.
* Cohen, Avner. *Israel and the Bomb*. New York: Columbia University Press, 1998.
* Cox, Christopher, chairman (1999). *Report of the United States House of Representatives Select Committee on U.S. National Security and Military/Commercial Concerns with the People's Republic of China*., esp. Ch. 2, "PRC Theft of U.S. Thermonuclear Warhead Design Information". Available online at
* Stober, Dan, and Ian Hoffman. *A convenient spy: Wen Ho Lee and the politics of nuclear espionage*. New York: Simon & Schuster, 2001.
* Powell, Bill, and Tim McGirk. "The Man Who Sold the Bomb; How Pakistan's A.Q. Khan outwitted Western intelligence to build a global nuclear-smuggling ring that made the world a more dangerous place", *Time Magazine* (14 February 2005): 22.[1] （页面存档备份，存于互联网档案馆）[2] （页面存档备份，存于互联网档案馆）
# 中子活化[编辑]

**中子活化**指將樣品用中子照射后，樣品中原子經中子俘獲而變得具有放射性的過程。俘獲中子後的原子核通常會立即衰變，釋放出中子、質子或阿爾法粒子同時生成新的活化產物。這些活化產物半衰期或長或短，從幾秒鐘到幾十年都有可能。核素鈷-60就是通過中子俘獲反應在核反應堆中製備

59
27Co
 + n → 60
27Co

鈷-60釋放出電子和伽馬射綫衰變成鎳-60，半衰期為5.27年。因爲其天然同位素鈷-59丰度為100%且容易獲得，因此鈷-60成爲一種易得、有效的放射源，廣泛用於放射性治療。

某些核素俘獲中子后會發生核裂變。輕元素中，只有鈹-9能吸收快中子，發生這樣的裂變：

9
4Be
 + n → 2(4
2He
) + 2n + energy
在中子通量高的地方，比如在核反應堆中，中子活化會引起材料的腐蝕。反應堆的内襯材料必須定時更換，換下來的内襯必須按照低放射性廢物處理。某些材料不易活化，所以合理選擇内襯材料可以減輕腐蝕問題，降低洩露風險。

某些元素極難以中子活化，因爲它們俘獲中子之後會變成更重但穩定的核素。這類元素包括氫、氦、碳、氮、氧、氖、硅、鈦、鉻、鉄和鉑。鎂、氪和水銀俘獲中子之後，要麽生成長壽核素，要麽只有低於10%的原子受到活化。要活化這些元素，中子通量必須足夠高。這些性質具有重要的實用意義。比如蒸汽和水只有在溶解了放射性溶質或與放射性物質混合后才會有放射性。因爲水很難活化，只要蒸餾便可以除去放射性污染。同理，生命過程中的大部分分子都很難被中子活化。當然這並不是說生物體可以抵抗中子輻射。

中子活化的實際應用是中子活化分析，一種高靈敏度的痕量分析方法。如果用高通量中子流（如核反應堆中，通量約為1011~1014n.cm-2.sec-1）約可檢測至0.1 ppb的濃度。加速器所生的低通量快中子也可檢測約1 ppm濃度。實際應用中，檢測靈敏度應隨實驗的條件以及被測核素而有所不同。中子活化分析還很少需要或不需要樣品製備環節，對於複雜物質的分析得心應手。最後，中子活化分析是一種“無損”分析法，可以做表面和微區分析，因此可以用來分析古董、藝術品以及法醫鑑定。這種分析方法是1936年由喬治‧德‧海韋西（George Hevesy）和希爾德‧李維（Hilde Levi）首創。

## 參考文献
# 氣體離心法[编辑]

密封式離心機圖示鈾-238是深藍鈾-235是淺藍.
**氣體離心法**是一種製造濃縮鈾的機械式方法，用以從天然鈾中將鈾-238分離出鈾-235。離心機是依靠離心力原理運作，可以加速分子以上大小的物質。當圓筒狀物體開始旋轉，六氟化铀氣體就逐一通過各離心筒，逐漸累積純化。氣體離心法是取代早期氣體擴散法的核原料濃縮技術。此方法的最大優點是取得濃縮鈾-235的過程可以比氣體擴散法節省相當多的能量。

## 早期發展

最初在1919年被提出，首次成功於1934年。J.W.Beams和一些助手在維吉尼亞大學研發分開兩種氯同位素利用真空高速離心機的方案。最初曼哈頓計劃放棄用這種方法研發首顆原子彈，但是後來證明此方法更好。

## 如何作用

氣體離心法利用離心力分離鈾的分子，可以用於鈾的氣體或液體。利用高速強行分離鈾-235的原子。铀-238同位素重分子气体比铀-235轻分子气体更容易在圆筒的近壁处得到聚集。在近轴处聚集的气体被导出，并输送到另一台离心机进一步分离。随着氣體（液體）穿过一系列离心机，其铀-235同位素分子被逐渐聚集濃度。通常一個氣體離心廠需要上千組離心機才能濃縮到所需的濃度。

## 氣體離心原理

美國濃縮鈾廠的離心機
氣體離心法使用獨特設計的離心機使氣體或液體能不間斷的在各離心筒中流動。不同於其他工業用的離心法需要批量處理，此設備可以連續運轉加工「鈾流」，也因為需要極多個離心筒才能把鈾濃縮到武器用程度，鈾也具有放射性不同於其他工業產品所以有此設計。

一組氣體離心機單元組成有：筒狀旋轉槽，套管，電動馬達，三條物質流動用管線。設計中有一圈套管套住整台離心機。防止有任何物體流出噴出傷害到工作人員。筒狀旋轉槽定位在套管正中心，可以隔離任何空氣。電動馬達持續旋轉，施加離心力在筒中的任何物質上。

外部有兩條輸出管線，一條在離心機上部一條在下部。輕分子將從上方管線被抽出；重分子將從下方管線被抽出。輸出管線可以把濃縮過的鈾傳送到下一個離心機組繼續濃縮。

### 公式（SWU）

離心機單元（SWU）的測量標準質量單位（公制單位公斤-SWU）。必須達成下列公式效果：

SWU = WV(xw) + PV (xp) – FV (xf)

代數：

W = 消耗質量（xw）

P = 產出質量（xp）

F = 輸入質量（xf）

V(x) = (1-2x)ln((1-x)/x)

## 相關條目

* 核武器
* 濃縮鈾
* 核動力
* 擁有核武器的國家列表

## 參考文獻

* "Basics of Centrifugation." Cole-Parmer Technical Lab. 14 Mar. 2008 < （页面存档备份，存于互联网档案馆）>.

* "Gas Centrifuge Uranium Enrichment." Global Security.Org. 27 Apr. 2005. 13 Mar. 2008 < （页面存档备份，存于互联网档案馆）>.

* "What is a Gas Centrifuge?" 2003. Institute for Science and International Security. 14 Mar. 2008 <

* Annotated bibliography on the gas centrifuge from the Alsos Digital Library
* History of the Centrifuge （页面存档备份，存于互联网档案馆）
# 原子蒸气激光同位素分离

劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)内的一套原子蒸气激光同位素分离装置。图中发出绿光的装置为铜蒸气泵浦激光器，它作为泵浦能量源驱动精密调谐波长的染料激光器（橙色光束）
**原子蒸气激光同位素分离法**，也称**AVLIS**，为一种选择性电离元素（通常是铀）中特定质量的同位素，实现同位素分离的方法。其使用特殊工作波长的调谐激光，原理基于不同质量的同位素吸收光谱存在同位素位移。

较之气体离心法，AVLIS能够实现更低的能耗与更高的分离效率。其分离过程也能减少传统法所带来的较大放射性废料排放量。

另一种与其类似的技术利用激光分离分子而非原子，被称为分子激光同位素分离工艺（MLIS）。

## 原理

由于它们的超精细结构差异，235U与238U的吸收光谱存在细微不同：238U的吸收峰位于502.74nm，而235U的吸收峰则移动至502.73nm。AVLIS过程使用可调谐染料激光，这种激光的中心发射波长能被准确调谐，使混合物中的235U吸收光子跃迁至激发态，产生光致游离并电离成离子。电离出的235U离子束被静电场偏置方向进入收集装置，而中性的238U则不受电场影响无碍通过。

一套完整的AVLIS系统由铀蒸发系统、激光系统与尾料收集器组成。铀蒸发系统通常由大功率条带式或扫描式电子束枪组成，打到混合物靶上的能量大于2.5 kW/cm，生成高纯度的气态铀元素。

## 激光激发

通常情况下，AVLIS使用的激光器由两级组成：铜蒸气激光器（CVL）与可调脉冲染料激光器。前者的作用是染料激光器的泵浦光源。铜蒸气激光器作为波长、模式可调谐的主振荡器提供窄线宽、低噪声与高波长稳定性的种子光源。 它的输出功率被作为光放大器的染料激光器放大，并最终照射至铀蒸汽样品上。需要指出的是在AVLIS过程中235U原子并非被直接电离，而是吸收一个小于电离能的光子到达激发态，再吸收第二、第三个光子的能量完成电离的逐级电离过程。因此AVLIS的激光装置需三个不同波长的激光照射铀蒸气以完成三光子电离。

分离其它元素的原子蒸气激光同位素（如对锂的同位素分离）通常采用窄线宽的可调谐半导体激光器。

## 商业化与国际意义

在1994年，在美国政府史上规模最大的联邦技术转移过程中，AVLIS流程被转让至美国浓缩公司（United States Enrichment Corporation）并实现商业化。但在投资了一亿美元资金后，美国浓缩公司在1996年6月9日取消了AVLIS技术的生产计划。

当前某些国家仍然在持续研究推进AVLIS技术与配套工艺，并使国际社会对核技术监管提出了挑战。 根据目前的公开资料显示，伊朗曾经秘密开展过AVLIS技术的研究计划。但在2003年被曝光后，伊朗政府声称该计划所涉及的实验设施已被拆除。

## 工艺简史

公开文献来源显示，AVLIS技术最早于1970年代初分别被前苏联与美国同时发明。在美国，尽管有数个国家实验室参与了AVLIS的早期研究，其主要研究工作实由劳伦斯利弗莫尔国家实验室负责进行。包括澳大利亚（1982-1984）、法国（1984）、印度（1994）与日本（1996）等国家的学术界也陆续发表了可用于AVLIS浓缩铀的可调谐激光器研究。

* 美国原子能委员会
* 电磁型同位素分离器
* 原子谱线
* 气体扩散法
* 激光
* 核燃料循环
* 核能

## 参考资料

* USEC News Release Cancelling AVLIS
* Report on Iranian AVLIS program （页面存档备份，存于互联网档案馆）
* Oxford Research Group report on Iran's nuclear activities.
* Laser isotope separation uranium enrichment（页面存档备份，存于互联网档案馆）
* Overview of Uranium Atomic Vapor Laser Isotope Separation （页面存档备份，存于互联网档案馆） R.M. Feinburg and R.S. Hargrove. UCRL-ID-114671 August 1993.
* Laser Isotope Separation page at LLNL
# 染料激光器[编辑]

在桌子上基于染料激光器的羅丹明6G, 正在发射 580 nm (桔黄色)激光. 发射的激光光柱可以见到淡黄色的线. 桔色染料溶剂从激光器左侧进入, 并被一束 514 nm (蓝绿) 光柱argon激光驱动。 染料射流位于图像中心, 在黄色窗口之后。
**染料激光器**（Dye laser），是使用通常为液体溶液的有机染料（激光染料）作为激光介质的激光器，屬於有机激光的一種。相比气体的和固态的激光介质，染料激光器通常可以用于更宽的波长范围内。其较大的带宽，使得它们特别适合于可调谐激光器和脉冲激光器。例如，染料罗丹明6G发射的光可以从635 nm（橙红色）调整到560 nm（绿黄色），并能产生短至16 fs的脉冲。此外，所使用的染料可以更换，以便用同一激光器产生更宽的波长范围，波长跨度可从近红外到近紫外，尽管更换染料通常也需要更换激光器中的其他光学组件，例如介质反射镜或泵浦激光器。

染料激光器是由彼得·索羅金（Peter P. Sorokin）和弗里茲·彼得·薛弗（Fritz Peter Schäfer）（及其同事）在1966年分别独立发现的。

除了通常的液体状态，染料激光器也可以作为固态染料激光器（SSDL）。SSDL使用掺杂染料的有机介质作为增益介质。

## 应用

劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)内的一套原子蒸气激光同位素分离装置。图中发出绿光的装置为铜蒸气泵浦激光器，它作为泵浦能量源驱动精密调谐波长的染料激光器（橙色光束）
染料激光器用途非常多。除了公认的波长敏捷能力之外，这些激光还可以提供非常大的脉冲能量或非常高的平均功率。闪光灯泵浦染料激光器已被证明每脉冲可产生数百焦耳，已知铜激光泵浦染料激光器可产生千瓦级的平均功率。

染料激光器被用于许多的应用，包括：

* 天文学（作为激光引导星），
* 原子蒸气激光同位素分离

* 制造业

* 医学
* 光谱学

在激光医学中，这些激光应用于几个领域，包括皮肤病，它们用于使肤色更均匀。 可能的宽波长范围允许非常接近地匹配某些组织的吸收线，例如黑色素或血红蛋白，而可获得的窄带宽有助于减少损害周围组织的可能性。 它们用于治疗鲜红斑痣和其他血管疾病，疤痕和肾结石。 它们可与各种油墨相匹配，用于去除纹身，以及许多其他应用。

## 参考

* 《物理園》：激光是甚麼？ （页面存档备份，存于互联网档案馆）