核电站中使用的核燃料是铀235，不是铀238。但是，在天然铀中（注意，天然铀不是铀矿石，它是从含铀很少的铀矿石中提炼出来的），铀235的含量只有0.72%，铀238的含量大于99.2%，而铀的精炼就是要把铀235的浓度提高。

天然铀中铀238和铀235的比例

上图代表天然铀，蓝色部分表示铀238的比例，红色部分代表铀235。

低浓缩铀中铀238和铀235的比例

上图代表低浓缩铀，红色部分的铀235占比3%到4%，低浓缩铀主要用于核电站。

高浓缩铀中铀238和铀235的比例

上图代表高浓缩铀，红色部分的铀235占比90%左右，主要用于核武器。

天然铀中几乎全是铀238，要想把铀235的浓度提高，这实在是太难了，因为它们属于同一种元素，而质量却只相差3个中子，它们的化学性质几乎都是一样的！

怎么分离？

在过去，技术不是很先进的时候，主要采取气体扩散法。其原理是先把天然铀制成六氟化铀。

六氟化铀分子结构

六氟化铀中的“铀”，既可能是铀238，也可能是铀235，但我们现在已经清楚，99%的可能是铀238。制成六氟化铀后，接着把六氟化铀加热使它变成气体，然后在这些气体中把铀235分离出来，怎么做呢？

是这样的，如果一个六氟化铀气体分子中的“铀”是铀235的话，那么这个气体分子要轻一些——轻3个中子，所以气体运动的时候，它会走得更快一些，就好像是面粉和铁粉混合在一起，你吹一下，面粉肯定走在前面；还有，如果你同时在屋子里分别滴一滴醋和香水，因为香水分子要轻，所以其扩散得快，因此我们将最先闻到香水味。

当然，这只是类比而已，实际上，分离铀235的难度要大得多，因为它只轻了3个中子而已。正如此，使用气体扩散法分离铀235效率很低，耗能巨大，厂房也很壮观。

美国早年在橡树岭的气体扩散工厂

除了气体扩散法，还有离心机分离法，它的原理跟气体扩散法一样，依然还是根据铀238比铀235重那么一点儿来进行的。

离心机分离法

布满离心机的浓缩铀工厂（美国能源部）

离心机分离法示意图，深蓝色的颗粒代表含有铀-238的六氟化铀，浅蓝色的代表铀-235。

把六氟化铀放入离心机中，在每分钟高达4万至6万转中，铀235因为较铀238轻，含有铀235的六氟化铀处在离心机的转轴附近，而离转轴稍微远一些的则是含有铀238的六氟化铀。离心机分离法需要的电力只有气体扩散法的十分之一左右，效率也要高得多。

运送中的气体离心机（美国能源部）

嗨，这真是，就算是提炼黄金，自古以来，人类也从没有这么大费周折过呀。

可是有什么办法呢，人类可以不佩戴金戒指、金项链，但一秒钟也离不开电！