大家猜猜我手上這些長得像大號麥樂雞的是什么？

它的俗稱，叫黃餅。這可不是能吃的那種餅，而是核工業(yè)中的一種重要原料 ——重鈾酸鈉。

經(jīng)過一系列的加工，它就能做成燃料棒，最后再轉換成我們平時用的電。

今天我們來看看，核燃料最初的起點 ——鈾礦，到底長啥樣。

鈾礦從哪兒來？長啥樣？鈾從哪兒來？

鈾，原子序數(shù) 92，誕生于超新星爆炸和中子星碰撞。

46 億年前，它隨著太陽系的原始物質一起被吸積到地球，與氧、氟等元素形成鈾的化合物，這些礦物在后來的地質演化中形成鈾礦。

鈾其實比我們想象的要多一點， 它在地殼中的平均豐度約為 2.7ppm，也就是每噸地殼物質中有 2.7 克鈾，跟鈷鎳鉛這些金屬差不多，而金在地殼中的平均豐度只有 0.004ppm。

但在傳統(tǒng)開采方式下的鈾，一般工業(yè)品位是 0.05%，每噸礦石 500 克鈾，也就是比平均豐度要高出 185 倍才有開采的價值。所以它看著多，實際太分散，不容易開采。

鈾也是化學性質比較活潑的元素，地下幾乎不存在 “ 純鈾 ” 這種東西，都是以化合物的形式存在。

常見的組合有瀝青鈾礦，晶質鈾礦，鈾石，鈾云母等等。

我國從南到北都有鈾的分布，湖南、廣東、 江西主要是花崗巖型和火山巖型鈾礦，新疆和內蒙古主要是砂巖型鈾礦，而東北甚至云貴川地區(qū)也都發(fā)現(xiàn)過鈾礦資源。

我們這次來看的鈾礦，在我國草原最多的地方，也是鈾資源最多的地方 —— 內蒙古。

鈾礦長啥樣？

我現(xiàn)在在內蒙古鄂爾多斯市達拉特旗恩格貝鎮(zhèn)納嶺溝鈾礦床，這是我國規(guī)模最大的天然鈾產(chǎn)能項目 —— 中核集團 “ 國鈾一號 ” 示范工程，大家前面看到的黃餅就來自于這片草原。

但如果我不告訴你這里正在采礦，你肯定看不出來，因為這里的礦和我們想象中完全不一樣，既看不到礦井，也看不到礦工，唯一能看到的，只有許多黃綠藍三色的箱子被放置在草原上。

我們一起來看看，“ 國鈾一號 ” 是怎么把鈾從地底下挖上來的。

這些黃綠藍的箱子，其實就是 “ 國鈾一號 ” 的礦井。

綠色的箱子代表注孔，負責將浸出液注入到砂巖型鈾礦層；

而藍色的箱子代表抽孔，負責把溶解出鈾元素的液體給抽上來；

而黃色的箱子則是負責監(jiān)測地下水環(huán)境的情況。

它們以六注一抽蜂窩狀排布，也就是六個注孔 + 一個抽孔，井間距大概 30 米。

每個采區(qū)都有一個集控室，負責開關和監(jiān)測抽注液的流量。外圍還有兩個蒸發(fā)池，處理后的少數(shù)多余水分會在這里被蒸發(fā)到大氣層。

而不遠處，還能看到熱火朝天的鉆井機正在新的采區(qū)打井。

這就是采用了“ 二氧化碳 + 氧氣 ” 地浸工藝的 “ 國鈾一號 ”，它和傳統(tǒng)礦山的開采模式完全不一樣，是采礦不見礦。

剛才咱們說的，就是在地表能看到的開采工作。接下來我們看看，在地下我們看不到的地方，鈾都經(jīng)歷了什么 ——

地浸采鈾是如何采礦不見礦？把鈾變成黃餅總共分幾步？

首先礦井會深入地下四百米左右到達鈾礦層，這里不僅有砂巖，還有大量的地下水。

注液井會把融入水中的二氧化碳（ CO? ）和氧氣（ O? ）作為浸出劑注入地下。

二氧化碳在地下水中溶解后會形成一種弱酸，可以降低地下水的 pH值，增強鈾礦物的溶解性。

而氧氣會促進鈾的氧化作用，將砂巖型鈾礦中低氧化態(tài)四價鈾（ U?? ）轉化為高氧化態(tài)的六價鈾（ U?? ）。

這時候鈾離子會逐漸溶解到浸出液中，之后再通過抽液井抽出，通過集控室匯總到集液罐，順著管道來到水冶廠。

在這里，鈾溶液會經(jīng)過吸附塔，含鈾離子被吸附塔中的樹脂吸附；含鈾樹脂再轉移到淋洗塔經(jīng)淋洗劑洗脫，得到合格液。

這些合格液會加入鹽酸、去除不利離子，再到攪拌罐加入氫氧化鈉，氫氧化鈉提供了氫氧根(OH-)，與鈾酰離子反應，就形成了重鈾酸鈉沉淀。

由于這些沉淀一般是黃色的固體，再經(jīng)過壓制后，就像一塊塊餅，所以大家才叫它黃餅。

而在核工業(yè)內部，它的真正代號是 “ 111 ”，這便是礦區(qū)產(chǎn)出的最終成品。

現(xiàn)在天然鈾（ U3O8 ）的國際價格大概是每磅 70 美元，折合成人民幣是每噸一百萬元。

重鈾酸鈉的鈾含量大約在 70% 左右，既然是鈾那它肯定也有輻射，不過天然鈾的輻射量微乎其微。一斤重的天然鈾礦石每天釋放出 0.02 毫希（ mSv ），跟戴一塊夜光手表差不多。

我剛開始也擔心會有輻射，礦區(qū)的工程師告訴我，只要不真當它是麥樂雞給吃下去，摸完之后認真洗手，基本上不會有什么影響。

如何把鈾變成電？

接下來，這些黃餅會被送到純化轉化廠。從重鈾酸鈉轉化成六氟化鈾（ UF? ）。

再到鈾濃縮廠和元件廠，制成核反應堆中使用的核燃料棒。

這些燃料棒被裝入核反應堆中，通過引發(fā)裂變反應，釋放出大量的熱能。加熱后的水轉變?yōu)檎羝羝偻苿悠啓C，從而驅動發(fā)電機產(chǎn)生電能。

最后，輸送到我們家里，就是我們日常使用的電了。

這一切的起源都來自那塊黃餅，所以它也被叫做核工業(yè)的糧食。

在 7 月 12 日，我國這個規(guī)模最大的天然鈾產(chǎn)能項目，“ 國鈾一號 ”示范工程就成功產(chǎn)出第一桶鈾。

農(nóng)田牧場和諧共處

“ 國鈾一號 ”這套地浸采鈾技術還有一個明顯的優(yōu)勢就是環(huán)保。

你可以看到，它不會像傳統(tǒng)采礦一樣開山劈石，掘地三尺，而是在地下就完成了鈾礦的提取。

采礦區(qū)都是向牧民和農(nóng)民們租借的土地，完全不會影響正常的放牧和耕種。

剛才大家看到礦井周圍一排排的農(nóng)作物，就是春天種植的玉米，這會兒才剛剛冒頭，等到它們長大，連這些礦井都會被遮蔽。

在我們快要離開礦區(qū)的時候，正巧碰到牧民們放羊，羊群就在礦井周圍的牧場上悠閑地吃草。

如果不是親眼看見，很難相信農(nóng)業(yè)、牧業(yè)與采礦竟然能在同一片土地上共存。

千里之外，一鍵采鈾 ——呼和浩特遠程控制中心

剛才我們看到的所有采鈾過程，其實都能在千里之外的呼和浩特遠程控制中心，一鍵操控。

如果說分散在內蒙古各處的礦區(qū)是采鈾的手臂，那這里就是中樞神經(jīng)。

在這個房間里，操作員只需要點幾下鼠標，就能看到數(shù)百公里外的鈾礦生產(chǎn)現(xiàn)場。也包括啟動鈾礦的開采設備，控制注液井的操作，查看礦井的實時數(shù)據(jù)等等。

自動化和智能化控制技術已經(jīng)可以做到非常精準的調控。這種方式不僅提高了效率，還減少了傳統(tǒng)礦山作業(yè)中的人工操作。

因為礦區(qū)一般地處偏遠，工作環(huán)境也相對惡劣，所以招人難，留人更難。愿意到一線礦區(qū)工作的年輕人已經(jīng)越來越少了。

一位在中核集團待了二十多年的工程師告訴我，他親身經(jīng)歷過技術落后的年代，看到傳統(tǒng)開采給礦工帶來了沉重的負擔，有許多家庭都面臨著分居兩地的情況。

而在自動化和遠程控制技術實現(xiàn)后，現(xiàn)場作業(yè)人員就不需要那么多了，很多曾經(jīng)需要現(xiàn)場干的活兒，也都可以遠程操控了。

這種革命性變化，打破了以往幾十年人跟礦走，風餐露宿的生產(chǎn)模式，大家的生活質量和工作效率都火箭般的上升，也讓采鈾一線真正留得住人。

鈾對我們這么重要？

截止到 2024 年底，我國大陸并網(wǎng)運行的核電機組共 58 臺，在運、在建和核準待建核電機組共有 102 臺，總裝機容量 1.13 億千瓦，規(guī)模已經(jīng)是世界第一。

根據(jù)國家核電發(fā)展計劃，到 2035 年，我國核電裝機將達到 1.5 億千瓦，我國將成為鈾資源需求大國。

鈾就像石油一樣，也屬于戰(zhàn)略資源。不僅關乎能源供應，也與國家安全密切相關。

相比于哈薩克斯坦、澳大利亞、加拿大等鈾資源大國，我國的鈾資源稟賦條件復雜，規(guī)模小，品位低，分布不均，開采難度很大。

所以任何一處鈾礦資源對我們來說都是非常寶貴的。

位于內蒙古自治區(qū)通遼的錢家店鈾礦，曾經(jīng)在發(fā)現(xiàn)的時候請了烏茲別克斯坦的專家來看，外國專家做了 3 年的調研，最終判定錢家店鈾礦的地質條件太差，不可能開采，相當于給這個鈾礦判了死刑。

烏茲別克斯坦是產(chǎn)鈾大國，有著豐富的技術理論和實踐經(jīng)驗。這位專家的意見，當時來說是很有權威性的。

但中核集團的工程師們不愿意放棄任何一個機會。

在被技術封鎖的條件下，他們自主研制出了以 “ 二氧化碳 + 氧氣 ” 地浸工藝為標志的第三代采鈾技術，盤活了大量的低品位砂巖型鈾資源，讓一個個 “ 呆礦 ” 起死回生。

總得來說

地浸采鈾可能對許多人來說是一個相對陌生的術語，其實，這項技術對國家、對生態(tài)環(huán)境以及對核工業(yè)的從業(yè)者來說，都意義重大。

對國家來說，“ 國鈾一號 ” 的建設標志著我國先進的鈾礦采冶工業(yè)體系取得新的突破，關鍵的核心技術實現(xiàn)了自主可控。

對于從業(yè)者來說，這項技術也讓他們能夠在更安全、更舒適的環(huán)境中工作。

當我們談論核電時，常常只關注零碳排放的優(yōu)點，很少知道背后支撐這一切的鈾礦。

作為一種低調的技術，地浸采鈾的意義遠不止于技術本身的革新，背后蘊含的是對人類未來可持續(xù)發(fā)展的一種追求。

它用原位提取替代了之前傳統(tǒng)的開采方式，更好地保護了遼闊的草原和農(nóng)田。

未來，“ 國鈾一號 ” 的核心技術也將會全面應用到北方的鈾資源開發(fā)中，到 2030 年將支撐建成新一批鈾礦大基地。

中國核能的未來，正在向綠生長。

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撰文：楊子

編審：楊子 & 蛋布利多 & 小鑫鑫 & 大DQ

視頻制作：迎風 & 反反 & 錘子 & 十一 & Hanns

拍攝：迎風 & 老秦

美編：煥妍

圖片、資料來源：

差評君團隊現(xiàn)場實拍