Thứ Ba, 24 tháng 6, 2025

Uranium: nguyên tố có tính phóng xạ và vũ khí hạt nhân

 


Uranium được dùng làm vũ khí nguyên tử, khi bị bắn phá bởi một hạt neutron, nó sẽ vỡ ra thành hai hạt nhân nhỏ hơn và dây chuyền, giải phóng năng lượng cực lớn (minh hoạ của Chat GPT)

Cát Hiệp

Uranium là nguyên tố hóa học có ký hiệu U, số nguyên tử 92, thuộc nhóm actini trong bảng tuần hoàn. Đây là một kim loại nặng, màu trắng bạc, phóng xạ, được sử dụng chủ yếu trong năng lượng hạt nhân và vũ khí nguyên tử. Nhằm ngăn chặn Iran chế tạo vũ khí hạt nhân, Mỹ, Anh, Pháp, Israel, Đức ... đã tìm mọi cách ngăn cản Iran làm giàu Uranium lên đến cấp độ vũ khí. Mỹ đã không ngần ngại ném bom siêu phá phá huỷ các cơ sở hạt nhân của Iran.
  • Uranium và vũ khí hạt nhân
  • Iran không ngừng làm giàu uranium
  • Uranium không đắt nhưng nguy hiểm
  • Sản xuất và sử dụng uranium thế giới

Mỹ phá huỷ cơ sở hạt nhân Iran, ngăn chặn chế tạo vũ khí hạt nhân

Rạng sáng ngày 22/6/2025, Mỹ đã mở chiến dịch không kích “Nhát búa giữa đêm” (Operation Midnight Hammer), tấn công ba cơ sở hạt nhân chiến lược của Iran: Fordow, Natanz và Isfahan. Đây là động thái leo thang sau hơn một tuần Israel tấn công nhằm vào chương trình hạt nhân của Iran.

Tổng thống Mỹ Donald Trump tuyên bố ba cơ sở hạt nhân chủ chốt của Iran đã bị “xóa sổ hoàn toàn” . Chiến dịch sử dụng 6 máy bay ném bom tàng hình B-2 thả bom xuyên boongke GBU-57 xuống Fordow và Natanz, cùng với 30 tên lửa hành trình Tomahawk phóng từ tàu ngầm nhằm vào Isfahan .Hình ảnh vệ tinh cho thấy thiệt hại đáng kể tại cả ba cơ sở. Tại Fordow, xuất hiện ít nhất 6 hố bom lớn; Natanz ghi nhận hai hố bom nằm ngay phía trên các phòng ngầm chứa máy ly tâm; Isfahan bị phá hủy nhiều công trình, bao gồm cả khu vực nghiên cứu chính .

Dù chiến dịch được tuyên bố là thành công, các chuyên gia cảnh báo rằng Iran có thể đã di dời uranium làm giàu và thiết bị quan trọng đến các địa điểm bí mật, khiến việc giám sát của IAEA trở nên khó khăn hơn . Cuộc tấn công có thể làm chậm chương trình hạt nhân của Iran, nhưng không loại trừ khả năng Tehran sẽ tiếp tục phát triển trong bí mật. Nếu Iran tiếp tục được lãnh đạo bởi những cá nhân cực đoan, có tham vọng hạt nhân.

Sau đòn tấn công của Mỹ, có thông tin Iran đã kịp thời tẩu tán và cất giữ 400kg uranium đã làm giàu ở mức 60%, rất gần mức để làm bom nguyên tử.
...

Uranium: nguyên tố phóng xạ

1. Đặc điểm chính của uranium

Thuộc tính

Chi tiết

Tên gọi

Uranium

Ký hiệu hóa học

U

Số nguyên tử

92

Nguyên tử khối

Khoảng 238 (g/mol)

Cấu trúc electron

[Rn] 5f³ 6d¹ 7s²

Trạng thái

Kim loại nặng, rắn, màu trắng bạc

Tính phóng xạ

Có, tự phát ra bức xạ alpha yếu (kéo dài hàng triệu năm)

Tính hoá học

Phản ứng chậm với oxy, nước, axit

Các đồng vị chính

Uranium-238 (99,3%), Uranium-235 (0,7%)

Nhiệt độ nóng chảy

1.132 °C

Nhiệt độ sôi

4.131 °C



2. Các đồng vị quan trọng

Uranium-238 (U-238):

- Chiếm phần lớn uranium trong tự nhiên.

- Không phân hạch nhưng có thể biến thành Plutonium-239, dùng trong vũ khí hạt nhân.

Uranium-235 (U-235):

- Đồng vị phân hạch duy nhất tồn tại tự nhiên.

- Được dùng trong lò phản ứng hạt nhân và bom nguyên tử.

3. Lịch sử phát hiện uranium

Năm phát hiện: 1789

Người phát hiện: Nhà hóa học người Đức Martin Heinrich Klaproth
Nguồn gốc tên gọi: Klaproth đặt tên là “uranium” theo hành tinh Uranus, vừa được phát hiện năm 1781.

4. Ứng dụng của uranium

Lĩnh vực

Ứng dụng cụ thể

Năng lượng

Là nhiên liệu chính trong nhà máy điện hạt nhân (dùng uranium-235)

Quân sự

Chế tạo bom nguyên tử, đạn xuyên giáp

Y học

Gián tiếp hỗ trợ sản xuất đồng vị phóng xạ khác

Khoa học – đo tuổi

Dùng trong phương pháp định tuổi uranium–chì (U–Pb)

Lịch sử

Vũ khí nguyên tử đầu tiên (1945) dùng uranium-235



5. Nguy hiểm và quản lý

Phóng xạ: Mức độ vừa phải (so với các chất cực kỳ nguy hiểm như plutonium).

Hít bụi uranium hoặc uống nước bị ô nhiễm uranium có thể gây tổn thương thận và tế bào.

Chất thải phóng xạ sau sử dụng cần chôn cất và giám sát kỹ lưỡng hàng ngàn năm.

Tóm tắt

Uranium là nguyên tố phóng xạ nặng, được phát hiện năm 1789, có vai trò quan trọng trong năng lượng hạt nhân và vũ khí nguyên tử. Đồng vị uranium-235 có thể phân hạch, là nhiên liệu cho nhà máy điện hạt nhân và bom nguyên tử. Việc khai thác và sử dụng uranium cần được kiểm soát nghiêm ngặt do tính phóng xạ và rủi ro môi trường.
....

Uranium và vũ khí hạt nhân

Uranium có thể được dùng làm vũ khí nguyên tử vì một trong các đồng vị của nó – uranium-235 (U-235) – có khả năng phân hạch, tức là khi bị bắn phá bởi một hạt neutron, nó sẽ vỡ ra thành hai hạt nhân nhỏ hơn, giải phóng năng lượng cực lớn và nhiều neutron mới, từ đó gây ra phản ứng dây chuyền.

🔥 I. Vì sao uranium có thể tạo ra vũ khí nguyên tử?

1. Uranium có đồng vị phân hạch

Trong tự nhiên, uranium gồm:

- 99,3% là U-238 (không phân hạch).

- 0,7% là U-235 (có khả năng phân hạch).

U-235 dễ dàng hấp thụ neutron chậm và phân hạch, tạo ra:

- Năng lượng (khoảng 200 MeV mỗi phản ứng).

- 2–3 neutron mới, có thể gây tiếp phân hạch trong các hạt nhân U-235 khác.

2. Phản ứng dây chuyền

Khi số neutron sinh ra tiếp tục gây phân hạch cho nhiều hạt nhân khác, một phản ứng dây chuyền không kiểm soát sẽ xảy ra.

Kết quả là một vụ nổ nguyên tử cực mạnh.

💥 II. Nguyên lý hoạt động của bom nguyên tử (bom phân hạch)

Bước 1: Tạo khối lượng tới hạn

Khối lượng tới hạn là lượng tối thiểu của vật liệu phân hạch (như U-235 hoặc Pu-239) cần thiết để duy trì phản ứng dây chuyền.

Trong bom, uranium được chia nhỏ để tránh phát nổ sớm.

Khi kích hoạt, các phần này ghép lại thành một khối duy nhất, vượt qua khối lượng tới hạn.

Bước 2: Bắt đầu phản ứng dây chuyền

Một nguồn neutron (ví dụ polonium-beryllium) được kích hoạt để bắn vào khối uranium.

U-235 hấp thụ neutron → phân hạch → giải phóng năng lượng + neutron → tiếp tục phân hạch các hạt nhân khác.

Bước 3: Nổ hạt nhân

Trong chưa đầy một phần triệu giây, hàng tỷ phản ứng phân hạch xảy ra.

Nhiệt độ đạt hàng chục triệu độ C, tạo ra sóng xung kích và bức xạ nhiệt cực mạnh.

Một quả bom 15 kiloton (như bom Hiroshima) tương đương với 15.000 tấn thuốc nổ TNT.

📊 III. So sánh: Năng lượng từ uranium vs thuốc nổ thường

Loại năng lượng

Năng lượng sinh ra

Tỉ lệ

1 gam U-235 phân hạch

≈ 80 triệu kJ

≈ 4.000 kg TNT

1 gam thuốc nổ TNT

≈ 4.000 kJ


➡️ Kết luận: 1 gam uranium-235 có năng lượng gấp khoảng 2.000 lần 1 gam thuốc nổ TNT.

⚠️ IV. Yêu cầu kỹ thuật khi chế tạo bom uranium

Yếu tố kỹ thuật

Yêu cầu

Làm giàu uranium

Tăng nồng độ U-235 từ 0,7% lên >90%.

Ghép khối lượng tới hạn

Phải thực hiện rất nhanh để tạo phản ứng dây chuyền.

Kích nổ chính xác

Cần sử dụng thuốc nổ thường để ép các phần uranium lại với nhau.

Che chắn neutron sớm

Tránh phản ứng sớm bằng vật liệu hấp thụ neutron.



📌 V. Tóm lại

Uranium có thể làm vũ khí nguyên tử vì đồng vị uranium-235 có khả năng phân hạch sinh năng lượng. Khi đủ khối lượng và bị kích hoạt bằng neutron, U-235 sẽ gây ra một phản ứng dây chuyền, giải phóng nhiệt lượng khổng lồ, tạo thành vụ nổ nguyên tử.
...


Bên trong một nhà máy làm giàu uranium, với các giàn máy ly tâm (minh hoạ của Chat GPT)

Iran không ngừng làm giàu uranium

Làm giàu uranium là quá trình tăng tỷ lệ đồng vị uranium-235 (U-235) – loại có khả năng gây phân hạch – trong hỗn hợp uranium tự nhiên để phục vụ sản xuất năng lượng hoặc chế tạo vũ khí hạt nhân.

🧪 I. Uranium tự nhiên gồm những gì?

Trong tự nhiên, uranium có hai đồng vị chính:

Đồng vị

Tỷ lệ tự nhiên

Khả năng phân hạch

U-238

≈ 99,3%

Không phân hạch

U-235

≈ 0,7%

Phân hạch được


🔍 Muốn dùng uranium để tạo năng lượng hoặc vũ khí, cần tăng tỷ lệ U-235 lên mức cao hơn.

⚙️ II. Làm giàu uranium là gì?

Làm giàu uranium là quá trình loại bỏ bớt U-238 để tăng tỷ lệ U-235 trong vật liệu uranium.

Có 3 mức độ làm giàu phổ biến:

Mức độ làm giàu

Tỷ lệ U-235

Mục đích sử dụng

Thấp (<5%)

3–5%

Dùng cho nhà máy điện hạt nhân

Trung bình

5–20%

Dùng trong nghiên cứu/kỹ thuật

Cao (>90%)

≥90%

Chế tạo vũ khí hạt nhân



⚛️ III. Tại sao Iran làm giàu uranium?

1. Mục tiêu công khai: Dùng cho năng lượng dân sự

Iran tuyên bố làm giàu uranium ở mức ≤5% đến 20% để: 

- Vận hành nhà máy điện hạt nhân.

- Cung cấp nhiên liệu cho lò phản ứng nghiên cứu.

2. Nghi ngờ quốc tế: Tiến gần đến chế tạo vũ khí hạt nhân

Nhiều quốc gia, nhất là Mỹ và EU, lo ngại rằng:

- Iran tiếp tục làm giàu đến mức >90%, tức là trình độ vũ khí.

- Có thể sản xuất bom hạt nhân dù không công khai.

3. Lý do chiến lược

Làm giàu uranium là cách để:

- Chủ động về năng lượng và công nghệ.

- Răn đe địa chính trị, đặc biệt với Israel và Mỹ.

- Thể hiện sức mạnh nội tại dù bị cấm vận quốc tế.

🧰 IV. Iran đã làm giàu đến mức nào?

Trước Thoả thuận hạt nhân 2015 (JCPOA): Dừng ở mức ~20%.

Sau khi Mỹ rút khỏi JCPOA (2018): Iran gia tăng mức độ làm giàu, có thời điểm tuyên bố đạt 60%, tức là chỉ còn cách bước cuối cùng để chế tạo vũ khí.

Theo Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA), Iran đã tích lũy đủ uranium làm giàu để có thể chế tạo nhiều đầu đạn nếu tiếp tục làm giàu đến 90%.

🧭 V. Làm giàu uranium bằng cách nào?

Phương pháp chính

Nguyên lý

Ly tâm khí (centrifuge)

Tách U-235 ra khỏi U-238 bằng máy ly tâm siêu nhanh.

Khuếch tán khí

Sử dụng chênh lệch tốc độ khuếch tán để tách đồng vị.



Iran chủ yếu dùng máy ly tâm IR-1, IR-2M, IR-6, v.v.

🧨 VI. Tóm lại

Làm giàu uranium là kỹ thuật then chốt cho cả năng lượng dân sự và vũ khí hạt nhân.

Việc Iran làm giàu uranium đặt ra lo ngại rằng nước này có thể sản xuất bom nguyên tử, tạo mất cân bằng chiến lược khu vực Trung Đông, đồng thời đối đầu trực tiếp với Mỹ, Israel và các nước phương Tây.
...

Uranium không đắt nhưng nguy hiểm

Uranium không phải là vật liệu quá đắt tiền nếu xét về giá trị thô, nhưng việc mua bán và sở hữu uranium lại bị kiểm soát rất chặt chẽ ở hầu hết các quốc gia do liên quan đến an ninh hạt nhân và vũ khí hủy diệt hàng loạt.

I. Giá uranium trên thị trường thế giới

Đơn vị tính: thường tính bằng USD/pound (0,45 kg) dưới dạng U₃O₈ (Yellowcake) – một hợp chất chứa uranium chưa làm giàu.

Giá tham khảo (2024 – 2025): dao động khoảng 80–100 USD/pound.

Như vậy, 1 kg uranium dạng thô có giá khoảng 180–220 USD, chưa tính chi phí tinh luyện, làm giàu, xử lý phóng xạ.

So sánh:

Vật liệu

Giá thô (ước tính)

Ghi chú

Vàng

~70.000 USD/kg

Quý hiếm, ổn định giá trị

Uranium

~200 USD/kg

Rẻ hơn vàng, nhưng khó kiểm soát



II. Có thể mua bán uranium không?

1. Câu trả lời ngắn: Có, nhưng không dành cho cá nhân thường dân.

2. Mua bán uranium chỉ được phép khi:

Đối tượng là chính phủ hoặc công ty năng lượng hạt nhân có giấy phép.

Phải tuân thủ nghiêm ngặt quy định của:

- Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA)

- Hiệp ước không phổ biến vũ khí hạt nhân (NPT)

- Luật an toàn hạt nhân của từng quốc gia

3. Ở Mỹ, EU, Nhật, Hàn Quốc, Trung Quốc…

Chỉ các tổ chức được cấp phép rõ ràng mới có thể nhập khẩu và sử dụng uranium.

Việc cá nhân cố tình sở hữu uranium có thể bị xem là tội hình sự.

III. Có thể mua uranium dạng không phóng xạ?

Một số nhà sưu tập có thể mua được:

- Vật mẫu uranium tự nhiên (U-238): phóng xạ rất yếu, dùng trong giáo dục.

- Yellowcake mô phỏng hoặc uranium giả (nhựa, mô hình, đồ sưu tầm).

Nhưng ngay cả các mẫu rất nhỏ dạng thật cũng thường phải báo cáo với chính quyền.

IV. Tại sao uranium bị kiểm soát?

Tiềm năng làm giàu → vũ khí nguyên tử.

Phóng xạ → ảnh hưởng sức khỏe nếu không xử lý đúng.

An ninh quốc tế → ngăn chặn khủng bố hạt nhân và phổ biến vũ khí hủy diệt.

🧭 Tóm lại

Uranium không đắt như bạn nghĩ, nhưng giá trị thực nằm ở khả năng sử dụng trong năng lượng và vũ khí.
Không thể mua bán uranium tự do. Việc này bị kiểm soát bởi luật pháp quốc gia và quốc tế.

Chỉ có các quốc gia, tổ chức chuyên biệt mới được quyền sở hữu và sử dụng uranium hợp pháp.
...

Sản xuất và sử dụng uranium thế giới

Dưới đây là danh sách các quốc gia sản xuất, xuất khẩu và nhập khẩu uranium nhiều nhất thế giới, cùng với vai trò của họ trong chuỗi cung ứng năng lượng và vũ khí hạt nhân.

🇨🇳🇺🇸🇫🇷 I. Các quốc gia tiêu thụ và nhập khẩu uranium lớn nhất

1. Hoa Kỳ

Là nước tiêu thụ uranium lớn nhất thế giới (dùng cho hơn 90 lò phản ứng hạt nhân).

Sản xuất nội địa rất thấp, chủ yếu nhập khẩu từ Canada, Kazakhstan và Úc.

Mỗi năm nhập khoảng 40 triệu pound U₃O₈ (~18.000 tấn).

2. Pháp

Gần 70% điện năng từ năng lượng hạt nhân.

Nhập khẩu uranium từ Niger, Kazakhstan, Uzbekistan, và Úc.

3. Trung Quốc

Đang mở rộng mạnh các nhà máy điện hạt nhân.

Nhập khẩu uranium chủ yếu từ Kazakhstan, Canada và Namibia.

4. Nhật Bản, Hàn Quốc, Ấn Độ

Có các chương trình hạt nhân dân sự lớn.

Nhập uranium từ các quốc gia sản xuất chính.

🏭 II. Các quốc gia sản xuất uranium hàng đầu thế giới (2023)

(Sản lượng tính theo tấn uranium tự nhiên – U)

Thứ hạng

Quốc gia

Sản lượng (tấn U, 2023)

Tỷ lệ toàn cầu (%)

1

Kazakhstan

~21.000

~40%

2

Canada

~7.000

~13%

3

Namibia

~5.600

~11%

4

Úc

~4.100

~8%

5

Uzbekistan

~3.600

~7%

6

Nga

~3.500

~6%

7

Niger

~2.000 (bất ổn chính trị ảnh hưởng)

~4%

8

Trung Quốc

~1.600

~3%



📌 Tổng sản lượng toàn cầu: ~55.000 tấn/năm.

🌍 III. Các quốc gia có trữ lượng uranium lớn nhất

Quốc gia

Ước tính trữ lượng (tấn)

Tỷ lệ thế giới

Úc

1.700.000

~28%

Kazakhstan

900.000

~15%

Canada

600.000

~10%

Nga

500.000

~8%

Niger

300.000

~5%



🔐 IV. Quốc gia bị kiểm soát, theo dõi chặt về uranium

Iran: Làm giàu uranium gây tranh cãi, bị hạn chế theo thỏa thuận JCPOA.

Triều Tiên: Nghi ngờ phát triển uranium cho vũ khí.

Syria, Myanmar: Bị nghi ngờ về các hoạt động hạt nhân bí mật.

📌 Tổng kết

Kazakhstan, Canada, Úc là ba quốc gia xuất khẩu uranium lớn nhất.

Mỹ, Trung Quốc, Pháp là các quốc gia tiêu thụ lớn nhất.

Việc kiểm soát uranium có vai trò quan trọng trong an ninh hạt nhân toàn cầu. 
....

Bài liên quan:



Vũ trụ giả lập