作为一名核电从业者、核物理学习者科普下这个严肃的核物理问题,简要的计算过程如下,也可以直接跳到文中答案: 1克铀235约等于0.004255摩尔,每摩尔物质含有阿伏伽德罗常数个原子,即1克铀235大约是0.004255乘以6.0221415 × 10^23等于2.562× 10^21个原子。 铀235每裂变一次能够放出约200MeV的能量,1MeV等于1×10^6 ×1e×1V,约等于1.6×10^-13焦耳能量,如果1g铀235完全裂变放出的能量E就是: 2.562× 10^21×200×1.6×10^-13=8.197×10^10J=81970MJ。 至此,得出1克铀-235完全裂变所产生的能量为8.197×10^10J即81970MJ能量。1kg标准煤充分燃烧放出的热量为29.27MJ,1吨标准煤放出的热量就为29270MJ,所以1g铀235完全裂变放出的能量相当于2.8吨标准煤完全燃烧放出的热量。 U235的威力如此之大,是不是弄几克铀裂变一下就可以度过一整个冬天了呢?当然不是的,这个问题回答到以上是结束了,但是并不符合实际工程应用。 在核工程中,民用反应堆铀235的富集度不会超过5%,铀燃料也不是以铀235原子形式存在,而是以二氧化铀的形式存在的,相当于1克的铀235会配套约19克的其他物质(大部分是铀238和氧),铀235原子吸收中子后也不会全部发生裂变,也有可能发生辐射俘获反应,相当于这部分原子虽然吸收了中子,也参与了核反应,但并不是我们要求的核反应,工程计算时需要考虑俘获裂变比,这些都是在核工程计算中需要考虑的因素,因此实际工程中放出的热量也比理论计算值要小,而且1g的铀也是无法达到最小临界质量的,因此实际中1g铀是无法利用取暖过冬的。 |
|
来自: 嘉钰a6cno0zsvr > 《待分类》