第120章 突发情况2
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所谓核能,其实就是蕴含在原子核内的能量,它们可以通过核反应释放出来,比如说现代的核电站,就是通过核裂变来获取核能。
核裂变是指较重的原子核分裂成两个或多个较轻的原子核的过程,从理论上来讲,原子序数比铁更大的元素,其原子核裂变后都会释放出能量,并且越重的原子核,就越容易发生核裂变,其释放出的能量也越高。
在地球上,人类能够找到的最重的原生元素,就是92号元素——铀,由于自然存在的铀有三种同位素,即铀-238、铀-235和铀-234,而在它们之中,铀-235的原子核是最容易发生核裂变的,因此铀-235当然也就成为了人类的理想选择。
那么,1公斤铀-235能释放出多大的能量呢?其实这是可以计算的。
简单来讲,人类使铀-235原子核发生核裂变的方法,其实就是利用高速中子对它们进行轰击,从而促使其发生裂变,测量数据表明,尽管铀-235有多种裂变途径,但在整体上来讲,其释放的能量都是差不多的,平均下来,每一个铀-235原子核在裂变之后,会释放出200MeV的能量,简单换算一下,就是3.2乘以10的-11次方焦耳。
已知1摩尔铀-235的质量为235克,其中包含的原子数量大约为6.02乘以10的23次方个(阿伏伽德罗常数),据此可以计算出,1公斤(1000克)铀-235的原子数量大约就是2.56乘以10的24次方个。
我们将这个数据与单个铀-235原子核裂变后释放的能量平均值相乘,就可以得出,在全部完成核裂变的情况下,1公斤铀-235释放出的能量约为8.2乘以10的13次方焦耳,作为对比,标准煤的热值约为每公斤千焦,也就是说,我们需要燃烧大约2798吨的标准煤,才能得到与之相当的能量。
由此可见,核能确实比化学能强大得多,但问题是,对于我们人类来讲,铀其实是一种不可再生的资源,它们会越用越少,那么,地球上的铀,可供人类用多久呢?我们接着看。
统计数据表明,目前地球上已探明的铀储量有700多万吨,但其中绝大部分都是铀-238,其相对丰度高达99.2742%,而铀-235的相对丰度却仅为0.7204%,如果人类只是利用铀-235的话,那按照当前的平均消耗速度,它们大概可供人类用80年左右。
那有没有什么办法可以将铀-238也利用起来呢
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