贫铀弹
贫铀作为核燃料的副产品,在过去相当长的时间内被作为核废料,而用于核废料的管理费用是相当巨大的。因此各生产核燃料的国家都为贫铀的利用寻找出路。目前已有不少国家将贫铀用于新弹药的研制,生产了贫铀弹。美国在贫铀的利用方面取得了突破性进展,美国生产的新式M1A1坦克采用了贫铀装甲,大大提高了坦克防护能力。在海湾战争期间,美国使用了贫铀穿甲弹。 贫铀穿甲弹穿甲性能很强。一是由于贫铀密度大,制成相同体积的弹丸时质量大。根据物理学原理,在同等火药的情况下,弹丸获得的动能相同,而一个物体的动量P和动能Ek的关系为EK=P^2/2m,可见弹丸在动能相同的情况下,其动量和质量m的平方根成正比。而根据物理学中的动量原理,弹丸穿甲时的平均穿透力F、穿甲时间和弹丸动量P有如下关系:
Fdt—P…F=P/t=ZmE/t
因此弹丸穿透力和弹丸质量平方根成正比,这就是贫铀穿甲弹为什么穿甲性能很强的主要原因。其次贫铀的高硬度也是重要因素,又由于铀易氧化,穿甲时发热燃烧,形成较大的后破坏作用,杀伤乘员及破坏坦克的内部设备。
贫铀用于弹头的顶端, 可以穿透装甲板。也可用于巡航导弹的锥形头部和坦克的装甲。贫铀有许多其他用途, 如用于飞机和导弹中的配重和压载、赛艇的龙骨、工业和医用X 射线和伽玛辐射的屏蔽材料、放射源的运输容器。贫铀之所以有这些用途, 主要原因之一是它的密度高。贫铀用于武器, 可使武器极为坚硬, 能够穿透装甲板。除了密度高之外, 贫铀用于军事用途的其他原因还在于它价格便宜, 可以大量获取。
贫铀装甲
贫铀装甲即为掺杂了贫铀金属的复合装甲。纯贫铀的硬度和强度都不高,必须添加别的成分制成贫铀合金,再经过热处理。把贫铀合金制成网状结构嵌入钢质基体内做成装甲块,然后嵌入坦克外壳,就成为贫铀装甲,网状贫铀合金在其中所起的作用是对包裹在其中每一个网格中的陶瓷块起约束紧固作用。贫铀密度为18.7克/厘米,是钢铁密度的2.5倍。因为密度高,可有效减少装甲陶瓷在应力波下的损伤,提高了装甲整体强度并带有一定约束环装甲的特性,防护力得以增强。 贫铀活化燃料电池结构与一般燃料电池相同,但电极采用多孔石墨电极,内部掺入少量贫铀,阳极表面沉积一层铂,阴极表面沉积一层钯。铂和钯是吸收氧,氢的材料,使活化材料附近燃料密度更大催化效率更高。U-238进行衰变放出α射线,α射线在空气中每前进1cm就产生几万对离子,因此可使燃料大量电离参与反应。