這個話題非常有趣，按理來說人類不可能做輸入大於產出的虧本生意，但事實上人類確實有這個前科，比如生產反物質就是，那個效率如果能達到萬分之一，那就是性價比超級高的製程了，估計全世界武器製造商會向你購買製造設備！當然核材料的提純也是一件超級複雜和超級耗能的過程，那麼這個生意划算嗎？

核材料如何提純？

能從自然界找到並且可以作爲核彈頭的核材料無疑是鈾，它有92個質子，但並不是所有的鈾都可以作爲核燃料，其中最多的是同位素是鈾-238（U-238146箇中子），含量在99.274%以上，度高達19.1噸/立方米，但能作爲核材料裂變使用的是鈾-235(U-235)，它的中子數只有143個，因此它的密度比鈾-238低約1.26%，除此以外，它們的性質幾乎就一致！

找到鈾礦和分離出鈾並不困難，自然界大都是以二氧化鈾或者三氧化鈾存在，但U235和238是在一起的，而我們所需要U-235只有0.7%多一點！235和238的理化性質都一樣，所以各種分離方式已經爐火純青的工程師們傻眼了，只能用這個密度相差1.26%的差異上想辦法，所以無疑使用重量極其微小的離心方法來分離就成了最黃最暴力的方法！提純鈾235的流程：

粉碎鈾礦石

強酸或強鹼處理礦石，得到黃餅（過氧化鈾）

氫氟酸反應生成六氟化鈾氣體

用離心機分離六氟化鈾，將U235逐級濃縮

儘管離心機理論上已經可以分離U235和238，但有一個問題，第一235的濃度極低只有0.7%，第二兩者的差異只有1.26%，所以需要有大量的離心機逐級濃縮，直至達到武器級的濃度90%以上，這個離心機數量可能讓各位傻眼，無論是它的大小和數量，當然還有能耗都是非常感人的！

離心機

因爲需要分離的密度差異非常小，首先需要極高轉速（每分鐘10萬轉），然後需要持續運行數十年，因此它的製造難度極大，而且分離鈾，這是一道邁步過去的坎，因此國際上對於離心機的製造技術與設備貿易是非常敏感的，因爲它的目的只有一個，即濃縮鈾！

能耗比劃算嗎？

從開採鈾礦石到濃縮成武器級別的濃縮鈾，這消耗的電力是無疑是極其高昂的，但回報也非常驚人，因爲U-235蘊含的能量非常強大，U-235的裂變質量虧損大約爲0.0946%，據估計，廣島原子彈總共只有一千克鈾參與了裂變，產生了大約一克的質量虧損，釋放的能量大約是2萬噸TNT爆炸當量！

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

這個龐大的數字估計會令很多人傻眼，那麼換算成電大約有多少度呢？

大約爲：24965421度

如果摺合成人民幣，按居民用電0.53元一度的話，大約只有：

人民幣：13231673.46元，即：1300萬人民幣

那麼當你的曼哈頓工程耗資多少呢？大約20億美元，當然這是整個工程耗資，而並非濃縮鈾耗資！但事實上如果按武器的能耗性價比來說肯定是不划算的！

既然很不划算，爲什麼還要造核電站？

首先我們要確認一點，核武器的鈾材料是非常浪費的，比如廣島的小男孩原子彈，核裝藥大概是25+35=50千克，但真正參與裂變的只有1千克，產生了1克的質量損失，釋放出了2萬噸TNT爆炸的能量！如果徹底釋放能量的話，上述的價值立馬飆升到6.5億人民幣，但很明顯這個是民用電計價的，如果按上網電計價，估計也就2億人民左右！很明顯也是不划算的。

當然這是武器級的鈾材料，而重水反應堆的鈾材料可以用極低濃度，甚至可以用鈾礦石，不過一般都是3%-5%，所以濃縮的能耗將大大降低，經濟性很快就增加了，而且還有一個問題是重水反應堆還可以利用多餘的中子被U-238吸收後轉換成鈈-239，而且均燒掉一個U-235原子可獲得0.8個鈈原子，效率很高哦，所以，重水反應堆除了發電還可以製造核材料，可是很划算的。

從理論上來看，儘管經濟性武器級生產與能量性價比並不是非常划算，但一旦轉入工業化生產後，可以將廉價的諸如幾乎棄之不用的風電、光電以及水電能能量轉換成高價值的鈾-235材料，各位能說不划算嗎？而且鈾-235製造的核彈威懾力豈止是幾度電可以媲美的？所以很多國家都削尖了腦袋向擁核國家發展，看中的就是它一根相當有用的燒火棍，要不然誰要那破玩意兒呢？

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