铀是地壳中天然存在的元素。尽管采矿发生在自然浓缩的地方，但几乎无处不在。从铀矿石制造核燃料需要首先从发现它的岩石中提取铀，然后富集铀-235同位素，然后制成装入核燃料棒组件的颗粒。矿业 铀矿在约20个国家开展业务，但世界上约有一半的产量来自加拿大，澳大利亚，尼日尔，哈萨克斯坦，俄罗斯和纳米比亚等6个国家的10个煤矿。在传统的矿山中，矿石经过磨机，首先被压碎。然后将其在水中研磨以产生悬浮在水中的细矿石颗粒的浆液。用硫酸浸出浆液以溶解氧化铀，剩余的岩石和其他矿物质未溶解，作为尾矿。然而，世界上近一半的矿山现在采用称为原地浸出的采矿方法。这意味着采矿是在没有任何重大地面干扰的情况下完成的。注入大量氧气的地下水通过铀矿石循环，提取铀。将溶解有铀的溶液泵送到表面。两种采矿方法都产生铀溶解在其中的液体。将其过滤，然后通过离子交换分离铀，从溶液中沉淀，过滤并干燥以产生氧化铀浓缩物，然后将其密封在鼓中。该浓缩物可以是亮黄色，因此称为“黄饼”，或者如果在高温下干燥则是卡其色。氧化铀仅具有轻微的放射性。(在商业喷气式飞机上，辐射水平距离新加工的氧化铀鼓一米，大约是宇宙射线的一半)。
存储或运输鼓中的黄饼(Cameco) 丰富绝大多数核动力反应堆都需要“浓缩”铀燃料，其中铀-235同位素的比例已从0.7%的自然水平提高到约3.5%至5%。浓缩过程需要将铀以气态形式存在，因此在从矿井出来的过程中，它通过转化设备，将氧化铀转化为六氟化铀。浓缩工厂浓缩有用的铀-235，通过将六氟化铀分离成两股物流，留下约85%的铀：一股物流富集到所需的铀-235水平，然后进入燃料循环的下一阶段。另一股贫铀-235被称为“尾巴”或贫铀。它主要是铀-238，几乎没有立即使用。 今天的浓缩工厂使用离心机工艺，有数千个快速旋转的垂直管。正在对激光富集进行研究，这似乎是一项很有前途的新技术。少数反应堆，特别是加拿大CANDU反应堆，不需要浓缩铀。燃料制造1000 MWe核反应堆每年需要大约27吨新鲜燃料。相比之下，煤电站需要超过250万吨的煤来生产同样多的电力。(1)富集的UF 6被运输到燃料制造厂，在那里它被转化为二氧化铀粉末。然后将该粉末压制成小的燃料芯块，然后将其加热以制成硬质陶瓷材料。然后将粒料插入细管中以形成燃料棒。然后将这些燃料棒组合在一起以形成几米长的燃料组件。 粉末和颗粒形式的二氧化铀(Candu)用于制造每个燃料组件的燃料棒的数量取决于反应器的类型。压水反应堆可以使用121-193个燃料组件，每个燃料组件由179-264个燃料棒组成。沸水反应堆每个组件具有91-96个燃料棒，每个反应器具有350-800个燃料组件。
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