铀238 1公斤的铀235裂变后能释放多少能量 地球上的铀够人类使用多久

早在100多万年前，人类就开始使用火。从那以后，火释放的能量成为人类重要的能源。直到最近100年，人类才发现了比火强大得多的核能。到目前为止，人类已经初步掌握了可控核裂变技术。

简单来说，这项技术就是把重原子核“打碎”，被“打碎”后，重原子核会因质量损失而释放能量，人类可以利用这种能量发电。因为铀235的原子核是自然界中最容易破碎的，所以铀235自然成为使用最多的核燃料。

一公斤铀235裂变后能释放多少能量？

铀235的原子核小得离谱，人类不可能真的“打碎”它。因此，人类采用了一种巧妙的方法，即利用高速中子轰击原子核，从而使其发生裂变。

上图为铀235的五种裂变模式，每种裂变模式释放的能量相似，平均值约为200MeV。1MeV对应1.6×10^-13焦耳的能量，也就是说，每235个原子核裂变后会释放3.2×10^-11焦耳的能量。

众所周知，一摩尔铀235含有6.02×10^23原子，其质量为235克。因此，一克铀235含有大约2.56×10^21原子，因此一千克铀235含有2.56×10^24原子。将这个数字乘以单个235原子核裂变后释放的能量，我们可以得到一千克铀235。

这是什么概念？这么说吧，如果以1公斤标准煤的热值为29307千焦作为参考，那么1公斤铀235裂变后释放的能量相当于燃烧2798吨标准煤释放的能量，可见核能的威力有多大。难怪人类对核能如此情有独钟。

那么铀在地球上供人类使用的时间有多长呢？

地球上的铀是不可再生的，会少用一点。根据笔者收集的数据，世界上已探明的铀约为700万吨，其中铀235的比例约为0.7%。如果按照目前人类的平均消费量计算，这些铀矿中的铀235只能支撑人类使用大约80年。

这显然是不够的。因此，人类对铀238产生了想法，提出了“快中子增殖反应堆”技术。简单来说，这项技术就是在铀238的原子核中放入一个中子，然后铀238就会变成易发生核裂变的钚239，从而可以用于后续的核能发电。

据科学家估计，“快中子增殖反应堆”技术成熟后，人类对铀的利用率可提高50倍。基于此，我们可以乐观地估计，地球上已探明的铀足够人类使用约4000年。当然，如果加入未发现的铀，这个时间应该更长。

以上只是地球陆地上的情况。事实上，地球海洋中的铀储量更令人印象深刻。实测数据显示，每升海水中铀的平均含量为3.3微克，高达42.9亿吨。

可想而知，如果未来人类能够掌握从海水中大量提取铀的方法，地球上的铀将足够人类使用几万年甚至几十万年。

然而，这种计算只是基于人类目前对核能的使用。随着人类文明的发展，未来人类使用的能源量将大大增加。按照“卡尔达·舍夫文明指数”的标准，人类现在只有0.73级文明，想要进入一级文明，就必须在现有基础上增加500倍的力量，想要达到二级文明，就必须在此基础上增加100亿倍。

因此，从人类文明发展的角度来看，地球上的铀远远不够。正因为如此，我们期待更高阶的核能控制核聚变。

与核裂变相比，核聚变的质能转化率提高了约518.5%，核聚变所需的燃料是氢，氢是宇宙中含量最丰富的元素，占宇宙质量的73.9%。对人类来说，氢几乎是取之不尽的。

事实上，人类一直在研究这个领域。虽然我们只能在短时间内利用氘氚实现可控核聚变，但我们可以期待，在不太遥远的未来，人类最终将彻底掌握这项技术，而在那一天，人类文明的发展进程将会取得前所未有的飞跃。让我们一起期待吧。

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