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前言【1公斤鈾235裂變后能釋放多少能量 1克鈾235裂變釋放多少能量】在早期人類懂得利用工具進(jìn)行狩獵之后，人類先是利用木棍、石塊進(jìn)行攻擊、慢慢地學(xué)會(huì)了將石塊打磨鋒利，開始進(jìn)入了冷兵器時(shí)代 。
所謂冷兵器就是指靠物理攻擊而不是靠利用化學(xué)物質(zhì)來進(jìn)行打擊敵方的武器，例如，刀、劍等鐵制鋼制武器 。
這些武器適用于當(dāng)時(shí)的時(shí)代，在隨著時(shí)代的變遷，人們對于世界的認(rèn)識更深刻，制作的武器也變得威力更大，逐漸產(chǎn)生了熱武器 。
冷兵器
這種變化在近代戰(zhàn)爭中，尤為突出 。人們漸漸拋棄了冷兵器的使用，更加依賴熱兵器，即炮彈等利用火藥的爆破作用來攻擊敵方的武器，而在這些爆破武器中，以核武器最有殺傷力 。那么核武器的威力是由什么產(chǎn)生的呢？
核武器中的鈾?

核武器（nuclear weapon）是利用能自持進(jìn)行的原子核裂變或聚變反應(yīng)瞬時(shí)釋放的巨大的能量，產(chǎn)生爆炸作用，并具有大規(guī)模毀傷破壞效應(yīng)的武器 。主要包括裂變武器（第一代核武器，通常稱為原子彈）和聚變武器（亦稱為氫彈，分為兩級及三級式） 。

裂變武器，即原子彈，就是通過核裂變時(shí)產(chǎn)生的能量進(jìn)行攻擊，利用的是核裂變，一般進(jìn)行核裂變的是鈾元素、钚元素這種重元素 。
核武器爆炸
核裂變有兩種方式，一個(gè)是人工的用中子撞擊原子核，原子核在吸收這個(gè)中子之后，就會(huì)分裂成兩個(gè)或兩個(gè)以上的原子核，并且在釋放能量的同時(shí)，釋放出更多的中子使其他的原子核也開始裂變，產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)；另一個(gè)就是自發(fā)裂變，發(fā)生的條件嚴(yán)苛、發(fā)生概率很小 。
聚變武器，例如氫彈，也是與它的名字一樣，是依靠核聚變反應(yīng)提供的能量 。與核裂變不同的是，發(fā)生聚變的難度更高，同時(shí)與難度相匹配的是，聚變產(chǎn)生的能量更多，威力也更大 。


核裂變
在普通人的眼里，核武器多指原子彈，而原子彈多由鈾的同位素——鈾235來充當(dāng)能量來源地 。
鈾共有七種同位素，但在這其中并不都是天然形成的，只有三種同位素屬于天然形成的同位素，分別是鈾235、鈾238、鈾234 。它們的含量也有所不同，這三種同位素在自然界中含量最多的是鈾238，占了99.275%，其次是鈾235，占了0.72%，含量最少的是鈾234，只有0.006%，簡直少的可憐 。
但就是這含量小小的鈾235在爆發(fā)時(shí)，卻有著大大的威力 。一顆原子彈鈾含量在11 kg或15 kg左右，就以“小男孩”舉例，它的陸地爆炸面積為10 km，空中爆炸面積為50 km，在爆炸中心的事物將化為灰塵，而在核武器更為發(fā)達(dá)的現(xiàn)在，一顆原子彈的威力相比于這個(gè)數(shù)據(jù)只增不減 。


被“小男孩”原子彈轟炸后的廣島
那么我們難免會(huì)想到一個(gè)問題，如果是一公斤的鈾235裂變會(huì)產(chǎn)生多少能量呢？
鈾235裂變產(chǎn)生多少能量？?鈾裂變，是指鈾的同位素——鈾235發(fā)生核裂變，因?yàn)樵阝櫟耐凰刂校挥锈?35能夠發(fā)生裂變 。
鈾裂變也同我們上文提到的核裂變的過程相似，都是由于中子撞擊使原子核分裂產(chǎn)生能量 。

核反應(yīng)方程有U+n→Nd+Zr+3n+8e+(ν-，反中微子)、U+n→Sr+Xe+2n、U+n→Ba+Kr+3n 。

這三個(gè)方程式是最主要的三個(gè)方程 。根據(jù)這些方程來看，在核裂變的結(jié)束，鈾原子核最終有可能會(huì)形成釹和鋯、鍶和氙、鋇和氪等原子核 。由于在反應(yīng)前后，質(zhì)量減少了，這些減少的質(zhì)量都變成了釋放出去的能量 。


鈾235發(fā)生核裂變
那么假如一公斤的鈾235發(fā)生裂變會(huì)產(chǎn)生多少能量呢？
當(dāng)一個(gè)中子撞擊在鈾原子核上，鈾原子核就會(huì)分裂成兩個(gè)較輕的新原子核，和一些中子及射線，并產(chǎn)生能量，生成的中子繼續(xù)撞擊其他的鈾原子核，形成循環(huán)往復(fù)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，源源不斷地產(chǎn)生能量 。
據(jù)統(tǒng)計(jì)一個(gè)鈾元素裂變產(chǎn)生的能量在3.2*10 ^-11焦耳的能量，我們根據(jù)化學(xué)公式計(jì)算可得出一公斤的鈾大概有2.56 x 10^24個(gè)原子，兩者相乘就得出一公斤鈾裂變產(chǎn)生的能量，即為8.2 x 10^13焦耳的能量 。
假如把這些能量換算成其他物質(zhì)產(chǎn)生的能量，例如我們最常見的化石能源——煤炭，一公斤鈾裂變產(chǎn)生的全部能量大概相當(dāng)于2700噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒放出的能量，從這可以看出，鈾是一個(gè)高能物質(zhì)，而鈾裂變產(chǎn)生的核能也是我們當(dāng)今世界的清潔能源之一，因此我們對于鈾是有著需求的 。
鈾裂變產(chǎn)生大量的能量
既然鈾235有著這么強(qiáng)大的核能儲(chǔ)備，我們現(xiàn)在對它進(jìn)行大規(guī)模開采了嗎？而地球上又有著多少鈾可供我們開采？
我們從上文中知道只有鈾235才可以進(jìn)行核裂變進(jìn)而產(chǎn)生我們所需要的核能，但是鈾235的獲取難度大嗎，鈾礦都集中分布在哪？關(guān)于鈾儲(chǔ)量我們有著許許多多的問題 。
地球上的鈾可供使用的時(shí)間?地球上的資源分為兩大類，一類是可再生資源，指在一段時(shí)間內(nèi)取之不盡用之不竭的能源，但也不是可以隨便取用的，要有節(jié)制的使用，例如，風(fēng)能、水能、太陽能、地?zé)崮?/b>等；


風(fēng)能
另一類是不可再生資源，指我們在開發(fā)利用之后，在很長一段時(shí)間內(nèi)都不會(huì)再生的自然資源，例如，煤炭石油等化石能源、金銀鐵銅等礦石資源，還有土壤也屬于不可再生資源，而我們今天談到的鈾就屬于不可再生資源中的礦石資源 。
屬于不可再生資源的鈾，我們要更加謹(jǐn)慎使用，因?yàn)樗遣豢稍偕?，所以用一點(diǎn)就少一點(diǎn) 。

根據(jù)目前的資料來看，全世界已探明的鈾大概是700多萬噸，其中鈾235的占比約為0.7%，如果按照目前人類的平均使用量來計(jì)算，那么這些鈾礦中的鈾235只夠支持人類使用80年左右 。

雖然我們有可能在后續(xù)的發(fā)展中，陸續(xù)地找到其他的鈾礦，但很顯然除非我們后續(xù)發(fā)現(xiàn)的鈾礦是特大型且鈾235含量很高，否則僅僅是地球上發(fā)現(xiàn)的鈾礦中的這些鈾235是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠用的 。
況且，隨著我們科技的發(fā)展，對于能源的需求量也逐日遞增，80年僅僅只是一個(gè)以最低能源使用強(qiáng)度計(jì)算來的最大數(shù)值 。
但我們上述數(shù)據(jù)中計(jì)算鈾儲(chǔ)量時(shí)，忽視另一塊廣袤的地區(qū)——海洋 。在海洋中存在這多種元素，但都存在在海水之中，鈾也不例外 。
雖然海水中鈾的濃度很低，僅有十億分之三至十億分之四，但是由于海水本身的體積大，科學(xué)家們估計(jì)海水中總共鈾含量約有40億噸，是陸地含量的五百多倍 。
檢測海水中鈾的濃度
但也因?yàn)楹Ｋ锈櫇舛群艿?，?dǎo)致我們想要從海水中提煉出鈾的難度很大，截止到目前為止，還沒有一個(gè)國家成功實(shí)現(xiàn)具有成本效益的海水提鈾的方法 。
雖然我國早在1970年就通過海水提鈾，提取了30克的鈾，成為了首個(gè)通過海水提取到鈾的國家，但是對于將海水提鈾變?yōu)橐粋€(gè)有商業(yè)可行性的措施仍沒有較好的解決辦法 。
不過雖然現(xiàn)在還沒有方法去解決這個(gè)問題，但就看最近國際上在這方面的取得的種種突破，我們能夠相信在未來也一定有解決這個(gè)問題的辦法 。
除了這個(gè)方法之外，就目前來說還有一個(gè)具有可行性的辦法可以提高鈾235在地球上的儲(chǔ)量 。


使用PPH-OP凝膠海水提鈾
鈾238 的蛻變——快中子增殖反應(yīng)堆?鈾238在人們所探明的鈾礦中，占了99.275%，幾乎探明的所有鈾礦都是它 。因此，科學(xué)家們想到了利用鈾238來產(chǎn)生可發(fā)生裂變的鈾235或钚-239，因此就形成了快中子增殖反應(yīng)堆技術(shù) 。

快中子增殖反應(yīng)堆是一種以快中子引起易裂變核鈾-235或钚-239等裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的堆型 。

利用的是將一個(gè)中子打入鈾238中，使鈾238變成可發(fā)生裂變的钚239，在鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中不斷地提供發(fā)生裂變的原料 。并且值得一提的是，在運(yùn)行過程中，鈾235和钚239的消耗速度要小于钚239的生成速度，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)大于耗，在這個(gè)反應(yīng)堆中，原料越變越多，因此這個(gè)反應(yīng)堆就叫做增殖反應(yīng)堆 。


快中子反應(yīng)堆示意圖
相比于海水提鈾，這個(gè)反應(yīng)堆更容易實(shí)現(xiàn)，并且與其他反應(yīng)堆型相比，它更加符合現(xiàn)實(shí)的需求，更廣泛地在世界各處推行 。
截止到目前，全世界共有快中子增殖反應(yīng)堆21座，提供的用來照明、發(fā)電的能源更是不計(jì)其數(shù) 。
但它也有著不可忽視的缺點(diǎn)，由于在反應(yīng)過程中產(chǎn)生的是可制作核武器的钚239，因此一旦反應(yīng)堆發(fā)生泄露，就會(huì)產(chǎn)生非常大的危害，有著較大的安全風(fēng)險(xiǎn) 。


钚239危害性大
而說到核裂變就想起了名字相似的核聚變，核聚變產(chǎn)生的能量要比核裂變更多，為什么我們至今用的是核裂變功能而非核聚變呢？
與核裂變“一母同胞”的核聚變?

核聚變，核是指由質(zhì)量小的原子，主要是指氘，只有在極高的溫度和壓力下才能讓核外電子擺脫原子核的束縛，讓兩個(gè)原子核能夠互相吸引而碰撞到一起，發(fā)生原子核互相聚合作用，生成新的質(zhì)量更重的原子核（如氦），在這個(gè)碰撞過程中，大量電子和中子的釋放所表現(xiàn)出來的就是巨大的能量釋放 。

從定義上來看，核聚變和核裂變的原理相反，相同的也僅僅是在結(jié)果方面類似，都產(chǎn)生大量的能量，且核聚變的能量更強(qiáng) 。


核聚變原理
從原料上看，核聚變的原料是取之不盡用之不竭的，它的原料是全宇宙最多的元素——氫 。核聚變最頻繁發(fā)生的場所就是太陽，太陽內(nèi)部的高溫高壓的環(huán)境非常適合核裂變的發(fā)生，太陽內(nèi)部的核聚變每秒都要消耗幾百萬噸的氫 。
但核聚變的脾氣很“暴躁”，以我們現(xiàn)在的技術(shù)水平并不能實(shí)現(xiàn)可控性核聚變，實(shí)現(xiàn)可控核聚變就要實(shí)現(xiàn)高溫高壓的其中一種，而無論是高壓還是高溫，以我們目前的能力都不能做到，因此，實(shí)現(xiàn)可控核聚變還在我們未來的計(jì)劃中 。
太陽時(shí)刻都在進(jìn)行核聚變
結(jié)語?根據(jù)本文內(nèi)容，我們知道了作為原子彈爆炸能量來源的鈾235裂變產(chǎn)生的能量是多么可怖，僅僅一小塊僅一公斤重的鈾235裂變產(chǎn)生的能量為8.2 x 10^13焦耳，能比擬2700噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒產(chǎn)生的能量 。
地球上探明的鈾儲(chǔ)量總共有700多萬噸，其中所含有的鈾235能夠讓我們使用80年左右 。雖然鈾235儲(chǔ)量少，不能夠滿足我們的長期使用，但我們也有著相應(yīng)的辦法解決這個(gè)問題 。
同時(shí)，我們也了解到了比核裂變更恐怖的力量——核聚變，雖然以我們現(xiàn)在的能力還不能實(shí)現(xiàn)可控核聚變，但我們知道人類的能力總是在不停地向前進(jìn)步的，相信未來總有一天能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo) 。
核聚變實(shí)驗(yàn)裝置

以上關(guān)于本文的內(nèi)容，僅作參考！溫馨提示：如遇健康、疾病相關(guān)的問題，請您及時(shí)就醫(yī)或請專業(yè)人士給予相關(guān)指導(dǎo)!

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