这个话题非常有趣，按理来说人类不可能做输入大于产出的亏本生意，但事实上人类确实有这个前科，比如生产反物质就是，那个效率如果能达到万分之一，那就是性价比超级高的制程了，估计全世界武器制造商会向你购买制造设备！当然核材料的提纯也是一件超级复杂和超级耗能的过程，那么这个生意划算吗？

核材料如何提纯？

能从自然界找到并且可以作为核弹头的核材料无疑是铀，它有92个质子，但并不是所有的铀都可以作为核燃料，其中最多的是同位素是铀-238（U-238146个中子），含量在99.274%以上，度高达19.1吨/立方米，但能作为核材料裂变使用的是铀-235(U-235)，它的中子数只有143个，因此它的密度比铀-238低约1.26%，除此以外，它们的性质几乎就一致！

找到铀矿和分离出铀并不困难，自然界大都是以二氧化铀或者三氧化铀存在，但U235和238是在一起的，而我们所需要U-235只有0.7%多一点！235和238的理化性质都一样，所以各种分离方式已经炉火纯青的工程师们傻眼了，只能用这个密度相差1.26%的差异上想办法，所以无疑使用重量极其微小的离心方法来分离就成了最黄最暴力的方法！提纯铀235的流程：

粉碎铀矿石

强酸或强碱处理矿石，得到黄饼（过氧化铀）

氢氟酸反应生成六氟化铀气体

用离心机分离六氟化铀，将U235逐级浓缩

尽管离心机理论上已经可以分离U235和238，但有一个问题，第一235的浓度极低只有0.7%，第二两者的差异只有1.26%，所以需要有大量的离心机逐级浓缩，直至达到武器级的浓度90%以上，这个离心机数量可能让各位傻眼，无论是它的大小和数量，当然还有能耗都是非常感人的！

离心机

因为需要分离的密度差异非常小，首先需要极高转速（每分钟10万转），然后需要持续运行数十年，因此它的制造难度极大，而且分离铀，这是一道迈步过去的坎，因此国际上对于离心机的制造技术与设备贸易是非常敏感的，因为它的目的只有一个，即浓缩铀！

能耗比划算吗？

从开采铀矿石到浓缩成武器级别的浓缩铀，这消耗的电力是无疑是极其高昂的，但回报也非常惊人，因为U-235蕴含的能量非常强大，U-235的裂变质量亏损大约为0.0946%，据估计，广岛原子弹总共只有一千克铀参与了裂变，产生了大约一克的质量亏损，释放的能量大约是2万吨TNT爆炸当量！

E=MC^2=1/1000×299792458^2=89875517873681.764J

这个庞大的数字估计会令很多人傻眼，那么换算成电大约有多少度呢？

大约为：24965421度

如果折合成人民币，按居民用电0.53元一度的话，大约只有：

人民币：13231673.46元，即：1300万人民币

那么当你的曼哈顿工程耗资多少呢？大约20亿美元，当然这是整个工程耗资，而并非浓缩铀耗资！但事实上如果按武器的能耗性价比来说肯定是不划算的！

既然很不划算，为什么还要造核电站？

首先我们要确认一点，核武器的铀材料是非常浪费的，比如广岛的小男孩原子弹，核装药大概是25+35=50千克，但真正参与裂变的只有1千克，产生了1克的质量损失，释放出了2万吨TNT爆炸的能量！如果彻底释放能量的话，上述的价值立马飙升到6.5亿人民币，但很明显这个是民用电计价的，如果按上网电计价，估计也就2亿人民左右！很明显也是不划算的。

当然这是武器级的铀材料，而重水反应堆的铀材料可以用极低浓度，甚至可以用铀矿石，不过一般都是3%-5%，所以浓缩的能耗将大大降低，经济性很快就增加了，而且还有一个问题是重水反应堆还可以利用多余的中子被U-238吸收后转换成钚-239，而且均烧掉一个U-235原子可获得0.8个钚原子，效率很高哦，所以，重水反应堆除了发电还可以制造核材料，可是很划算的。

从理论上来看，尽管经济性武器级生产与能量性价比并不是非常划算，但一旦转入工业化生产后，可以将廉价的诸如几乎弃之不用的风电、光电以及水电能能量转换成高价值的铀-235材料，各位能说不划算吗？而且铀-235制造的核弹威慑力岂止是几度电可以媲美的？所以很多国家都削尖了脑袋向拥核国家发展，看中的就是它一根相当有用的烧火棍，要不然谁要那破玩意儿呢？

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