1公斤铀235裂变后能释放多少能量？地球上的铀够人类使用多久？

1公斤铀235裂变后能放出多少能量？地球上有足够的铀供人类使用多久？....

所谓冷兵器就是是指依靠物理攻击而不是使用化学物质攻击敌人的武器，例如刀、剑等铁和钢铁武器。

这些武器适合当时的时代。随着时代的变迁，人们对世界的认识更深，制造出来的武器威力也越来越大，逐渐产生了的热兵器。

冷兵器

这种变化在现代战争中尤为突出。人们逐渐放弃使用冷兵器，更多地依赖热兵器，即炮弹等利用火药爆炸作用的武器来攻击敌人。在这些爆炸性武器中，核武器是最具杀伤力的。那么产生的核武器威力有多大呢？

核武器中的铀

核武器是利用自持核裂变或聚变反应瞬间释放的巨大能量，产生爆炸效果，具有大范围破坏和破坏效果的武器。主要包括裂变武器（第一代核武器，通常称为原子弹）和聚变武器（也称为氢弹，分为两级和三级两种）。

裂变武器，即原子弹，是通过核裂变产生的能量进行攻击的。使用核裂变。通常，核裂变是由铀和钚等重元素进行的。

核武器爆炸

核裂变有两种方式，一种是人为地用中子撞击原子核，吸收了中子后，原子核会分裂成两个或两个以上，同时随着能量的增加释放后，释放更多的中子使其他原子核开始裂变，导致连锁反应；另一种是自发裂变，发生条件苛刻，发生概率很小。

聚变武器，例如氢弹，顾名思义，就是依靠核聚变反应提供的能量。与核裂变不同，聚变更难，而与难度相匹配的是，聚变产生的能量更多，威力也更大。

核裂变在普通人看来，核武器多指的是原子弹，而原子弹多以铀的同位素——铀235为能源。

铀有七种同位素，但并不是所有的同位素都是自然形成的。只有三种同位素是天然存在的同位素，即铀235、铀238和铀234。它们的内容也不同。这三种同位素在自然界中含量最多的是铀238，占99.275%，其次是铀235，占的最低0.72%含量是铀234，只有0.006%，少得可怜。

但是就是这种含量很少的铀235，爆炸的时候威力很大。一颗原子弹的铀含量约为11公斤或15公斤。以“小男孩”为例，它的陆地爆炸范围是10km，空中爆炸范围是50km，爆炸中心的东西会化成灰尘，而现在核武器更加发达，原子弹的威力相比这个数据只会有增无减。

被“小男孩”原子弹轰炸后的广岛

那么我们难免会想到一个问题，一公斤铀235裂变会产生多少能量？

铀235裂变产生多少能量？

铀裂变是指铀同位素铀235的核裂变，因为铀同位素之间只有铀235可以发生裂变。

铀裂变也和我们上面说的核裂变过程类似，都是由中子撞击引起，使原子核分裂产生能量。核反应方程式有U+n→Nd+Zr+3n+8e+(ν-，反中微子)，U+n→Sr+Xe+2n，U+n→Ba+Kr+3n。

这三个方程是最重要的三个方程。根据这些方程式，在核裂变结束时，铀原子核最终可能形成钕和锆、锶和氙、钡和氪的核等原子核。由于质量在反应前后减少，减少的质量成为释放的能量。

铀235发生核裂变

那么一公斤铀235发生裂变会产生多少能量呢？

当一个中子撞击铀核时，铀核会分裂成两个较轻的新原子核，以及一些中子和射线，并产生能量，产生的中子继续撞击其他铀核，形成循环链式反应，不断产生活力。

据统计，铀元素裂变产生的能量是3.2*10^-11焦耳的能量，我们可以根据化学公式计算，一公斤铀是大约2.56x10^24个原子，将两者相乘得到一公斤铀裂变产生的能量，即8.2x10^13焦耳的能量。

如果将这些能量转化为其他物质产生的能量，比如我们最常见的化石能源——煤，一公斤铀裂变产生的总能量大致相当于2700吨标准煤燃烧释放的能量。从这里可以看出，铀是一种高能物质，而铀裂变产生的核能也是我们当今世界的清洁能源之一，所以我们对铀是有需求的。

铀裂变产生大量能量

既然U-235拥有如此强大的核能储备，我们现在要大规模开采它吗？地球上有多少铀可供我们开采？

从上面我们知道只有铀235可以进行核裂变产生我们需要的核能，但是铀235很难获得吗？铀矿集中在哪里？我们有很多关于铀储量的问题。

地球上铀的可利用度

地球上的资源分为两类。取之不尽，用之不竭的能源，但不能随便取用，一定要节约使用，例如风能、水能、太阳能、地热能等；

风能

不可再生资源是指我们开发利用后很长时间内不会再生的自然资源，例如煤和石油等化石能源，矿石金银铁铜等资源，而土壤也是不可再生资源，而我们今天说的铀矿属于不可再生资源中的矿石资源。

铀是不可再生资源，我们应该更小心地使用它，因为它是不可再生的，所以要少用。

根据目前的数据，全球已探明的铀矿储量约为700万吨，其中铀235约占0.7%。如果按照现在人类的平均消耗量来计算，那么这些铀矿中的铀235仅够支撑人类使用80年左右。

虽然我们在后续的开发中可能会陆续发现其他的铀矿床，但很明显，除非我们后来发现的铀矿床非常大，含有很高的铀235，否则它们只是地球上发现的铀矿床铀235这些还远远不够。

而且，随着我们科技的发展，对能源的需求也与日俱增，80年只是按照最低的能源使用强度计算的最大值。

但是我们在计算上述数据中的铀矿储量时，却忽略了另一个广阔的领域——海洋。这些各种各样的元素存在于海洋中，但它们都存在于海水中，铀也不例外。

虽然海水中铀的浓度很低，只有十亿分之三到四，但由于海水本身体积很大，科学家估计海水中铀的总含量约为40亿吨，是地球含量的500多倍。

检测海水中的铀浓度

但也因为海水中的铀浓度很低，所以我们很难从海水中提取铀，目前还没有一个国家成功实施成本-从海水中提取铀的有效方法。

我国虽然早在1970年就从海水中提取铀，从中提取了30克铀，成为第一个从海水中提取铀的国家。商业可行性的措施仍然没有更好的解决方案。

但是虽然目前还没有办法解决这个问题，但是根据最近国际上在这方面的突破，我们可以相信，未来一定有办法解决这个问题。

除了这种方法，目前还有另外一种可行的方法来增加地球上铀235的储量。用PPH-OP凝胶海水提铀

铀238变质——快中子增殖堆99.275%，几乎所有已探明的铀矿床都是它。因此，科学家想到利用铀238生产可裂变铀235或钚239，从而形成快中子增殖堆技术。快中子增殖反应堆是一种利用快中子引起链式裂变反应的反应堆，如可裂变核铀235或钚239。

利用驱动一个中子转化为铀238，将铀238转化为可裂变钚239，并在链式反应中不断提供可裂变原料。值得一提的是，在运行过程中，铀235和钚239的消耗率低于钚239的生产率，实现了生产大于消耗。在这个反应堆里，原料越来越多，所以这个反应堆叫做增殖反应堆。

快中子反应堆示意图

与从海水中提取铀相比，这种反应堆更易于实施，并且与其他反应堆类型相比，更符合现实需求，在世界范围内得到更广泛的实施。

截至目前，全球已有21座快中子增殖堆，而提供的照明和发电能源更是数不胜数。但是它也有不可忽视的缺点。由于可用于制造核武器的钚239是在反应过程中产生的，一旦反应堆发生泄漏，将会造成极大的危害，带来更大的安全隐患。

钚239是非常有害的

说到核裂变，我就想到了同名的核聚变。核聚变比核裂变产生更多的能量。为什么我们使用核裂变而不是核聚变？？

核聚变与核裂变“兄弟姐妹”

核聚变，原子核是指质量小的原子，主要是氘，只有在极高的温度和压力下，核外的电子才能摆脱原子的束缚原子核允许两个原子核相互吸引并相互碰撞，原子核发生聚集，产生新的更重的原子核（如氦）。在这个碰撞过程中，释放出大量的电子和中子。出来的是巨大的能量释放。

根据定义，核聚变和核裂变的原理是相反的，相同的只是结果相似。都会产生大量的能量，核聚变的能量更强。

核聚变原理

从原材料的角度来说，核聚变的原材料取之不尽，用之不竭，其原材料是宇宙中最丰富的元素——氢。发生核聚变最频繁的地方是太阳。太阳内部的高温高压环境非常适合核裂变的发生。太阳内部的核聚变每秒消耗数百万吨氢。

但是核聚变的脾气很“暴”。以我们目前的技术水平无法实现可控核聚变，实现可控核聚变是高温高压之一，而无论是高压还是高温，我们目前的能力都做不到.因此，实现可控核聚变仍然在我们未来的计划之中。

太阳无时无刻不在进行着核聚变

结论根据这篇文章的内容，我们知道作为原子弹能源的铀235裂变产生的能量是多么可怕爆炸，只是一个只有一公斤重的小块。铀235裂变产生的能量是8.2x10^13焦耳，相当于2700吨标准煤燃烧产生的能量。

地球上已探明的铀储量总计超过700万吨，其中所含的铀235可以让我们使用约80年。虽然铀235的储量太少，不能满足我们的长期使用，但我们也有相应的方法来解决这个问题。

同时，我们也了解到了比核裂变更可怕的威力——核聚变。虽然以我们现在的能力还不能实现可控核聚变，但是我们知道人类的能力是一直在进步的，相信在未来的某一天我们一定能够实现这个目标。

核聚变实验装置