1克鈾235完全裂變所產生的能量,相當多少噸煤燃燒產生的能量

2020-12-04 騰訊網

這個問題其實可以計算的非常清楚，但是我們必須知道一點:這個問題的前提條件是必須更多鈾完成鏈式反應後平均計算下的能量，單單僅有1克鈾-235是不可能發生完全裂變的，因為其都沒有達到臨界質量。

臨界質量

什麼是臨界質量？我們必須從核裂變的原理說起，

U235+中子=鋇138+氪95+3個中子

，這就是鈾裂變的方程式，簡單來看就是利用中子去撞擊鈾235，從而產生能量。

但問題是我們需要的是不僅僅是一個鈾核裂變，我們仔細看反應式會發現撞擊後仍有3個中子的產生，這些中子因為有著巨大動量，因此可以作為碰撞其它鈾核的中子，所以我們就需要保證這些中子撞擊鈾核而不是飛出去，所以質量的大小就尤為重要，因此臨界質量就是指維持核子連鎖反應所需的裂變材料質量。

1克鈾裂變的能量

其它答主計算的已經很好了，簡單來說就是一個鈾235原子裂變釋放的能量是3.204e-11J，將一克鈾換成鈾原子數即可算出一克鈾裂變的能量。最後再與每公斤煤釋放的能量29307000J相比就能夠得出本題答案。

答案是2.8噸煤，(具體計算可自行計算或看其他答主)看起來這一克鈾的能量是真的大！但事實上如果按質量虧損來說也不過不到0.1%，而聚變則是它的幾乎10倍！所以聚變才是未來！

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  • 1克鈾-235完全裂變所產生的能量，相當於多少噸標準煤？
    一克鈾-235大約需要數百億年才能徹底釋放其能量，因為一克鈾並不能以鏈式反應的方式產生裂變，原因是它的無法達到臨界質量，不過可以只用來計算每一克鈾釋放的能量，那麼它到底有多大呢？一克鈾徹底裂變釋放的能量相當於2.9噸標準煤鈾的能量是通過重元素裂變所釋放的，有比較簡便的計算經驗計算方式，或者採用每摩爾鈾-235原子的數量，再按單個原子裂變的產生的能量計算，兩種都差不多，我們可以簡單做個計算
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    鈾235裂變的幾種常見方程式鈾核裂變會產生數量不等的中子以及能量，釋放出來的中子又可以轟擊其他鈾-235原子核，引發不斷的核裂變，稱之為鏈式反應。不過由於原子核體積只佔整個原子的1/26000，周圍都是空隙，核裂變釋放的中子很容易錯過其他原子核而直接飛到外面，所以發生鏈式反應除了核反應必須要有中子產生之外，還必須滿足兩個條件：一個是核材料的純度要高，第二個就是核材料需達到臨界質量（維持裂變鏈式反應所需的最低質量）或臨界體積。核材料的純度越高，所需的臨界質量相對的就越低。
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