1.6 核能利用与放射毒理学的发展

在核能利用方面，最重要的核素有铀-233、铀-235 和铀-239，它们是反应堆、核电站或其他核动力的易裂变燃料。铀-235 在自然界存在，铀-233 和钚-239则分别通过钍-232 和铀-238 俘获中子等人工核反应生成。

天然铀有铀-234、铀-235 和铀-238三种放射性同位素，按其质量计，依次占0.006%、0.714%和99.27%。若按放射性活度计，则天然铀中铀-234 和铀-238 所占份额相近，各约占48.9%，而铀-235 仅占2.2%。

用同位素分离技术可使铀中的铀-235的丰度高于其天然铀中的原有丰度，此过程称为铀的富集。低丰度的铀可用作核动力堆燃料，而丰度高达90%以上的高浓铀可用作核武器装料，丰度20%以上的高浓度铀也可用作核爆炸装置的燃料。天然铀中经富集、提取核反应堆和核武器用的铀-235 后剩余的副产品贫铀，可作为穿甲弹芯体或γ 射线的屏蔽材料。

核燃料是指可裂变物质或可以发生裂变的物质。可以发生裂变的物质与可裂变物质不同。可以发生裂变的物质指的是任何原子核可以发生核裂变的物质，而可裂变物质特指那些能够俘获低能量中子发生裂变，从而具有维持链式反应的能力。例如钚-239 是可裂变物质，而钚-240 只能在快中子的作用下发生裂变，仅仅是可以发生裂变的物质。因此，可裂变物质是可以发生裂变的物质中的一少部分。铀-238是一种典型的可以发生裂变的物质，但是无法维持中子的链式反应。铀-235 裂变产生的中子能量大约是2 兆电子伏特，仅仅有一小部分有足够的能量使铀-238 发生裂变。但是氘氚核聚变反应产生的中子的能量达到14.1 兆电子伏特，可以很有效地使铀-238 和其他不是可裂变物质的超铀元素发生裂变。但是铀-238 裂变产生的中子的能量仍然无法使铀-238 发生裂变，因此铀-238 无法维持链式反应。核武器爆炸的第二阶段中铀-238 的快速核裂变可以大幅度提升核武器当量，同时也产生了大量的放射性尘埃。