化學(xué)與人類能源開(kāi)發(fā)(編輯修改稿)
2025-08-19 04:51 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 酰UO2(NO3)2溶液。萃取純化后，使硝酸鈾酰與氨反應(yīng)，生成重鈾酸銨(NH4)2U2O7。加氫還原得到二氧化鈾，再與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化鈾。四氟化鈾與氟進(jìn)行氧化反應(yīng)產(chǎn)生UF6。 然后，將制得的六氟化鈾氣體放入旋轉(zhuǎn)離心機(jī)中。離心分離裝置內(nèi)離心筒高速旋轉(zhuǎn),質(zhì)量較大的含鈾238六氟化鈾向筒壁集中，質(zhì)量較小的含鈾135六氟化鈾向轉(zhuǎn)軸附近集中。離心分離機(jī)高速旋轉(zhuǎn),所以旋轉(zhuǎn)中心附近的壓力是極低的，因而回收濃縮氣體很不容易。于是科學(xué)家在離心筒內(nèi)設(shè)計(jì)了一種特殊管狀結(jié)構(gòu)。如果設(shè)計(jì)得當(dāng)?shù)脑?，?huì)在筒內(nèi)生成一種稱為向流的氣體流。向流可以使兩種沿著轉(zhuǎn)動(dòng)軸而非圓筒徑向發(fā)生分離，這樣可以通過(guò)筒某端的接收裝置將濃縮氣體流分離出來(lái)。為了提高原料利用率，有的國(guó)家設(shè)計(jì)了多級(jí)分離設(shè)備，可以對(duì)單一效率低下的離心設(shè)備內(nèi)的六氟化鈾氣體進(jìn)行多次分離以達(dá)到富集目的。左圖為一種鈾離心機(jī)的離心筒示意圖。在含鈾235的六氟化鈾富集之后就可以用來(lái)制作鈾或者二氧化鈾燃料棒，從而進(jìn)入核反應(yīng)爐發(fā)電。Part 3 化學(xué)與燃料電池 燃料電池（英語(yǔ)：Fuel cell）是一種主要透過(guò)氧或其他氧化劑進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，把燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的電池。而最常見(jiàn)的燃料為氫，一些碳?xì)浠衔锢缣烊粴狻⒋?、和甲烷等有時(shí)亦會(huì)作燃料使用。燃料電池有別于原電池，因?yàn)樾枰g定的氧和燃料來(lái)源，以確保其運(yùn)作供電。這種電池的優(yōu)點(diǎn)是可以不間斷的提供穩(wěn)定電力，直至燃料耗盡。現(xiàn)今生活中存在多種燃料電池，但它們運(yùn)作原理基本上大致相同，必定包含一個(gè)陽(yáng)極，一個(gè)陰極以及電解質(zhì)讓電荷通過(guò)電池兩極。電子由陽(yáng)極傳至陰極產(chǎn)生直流電，形成完整電路。各種燃料電池是基于使用不同的電解質(zhì)以及電池大小而分類的，因此電池種類變得更多元化，用途亦更廣泛。由于以個(gè)體燃料電池計(jì)，單一顆電池只能輸出相對(duì)較小的電壓，所以燃料電池多以串連或一組的分式制造，以增加電壓，配合應(yīng)用需求。左圖為一種氫氧燃料電池構(gòu)造
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