一公斤高浓缩铀瞬间核爆和当核电站燃料释放的能量相等吗?


一公斤高浓缩铀瞬间核爆和当核电站燃料释放的能量相等吗?


核武器的巨大威力和破坏力,根本上来源于核装药极高的能量密度。也就是单位质量内的装药物质核反应后释放的总能量,远远高于普通能源物质进行常见的化学反应过程所释放的能量。最早做为原子弹核装药的是铀235。1千克铀235全部裂变释放出的总能量,相当于2700吨标准煤燃烧放出的能量。标准煤并非国际能量计量单位。不过在谁谁日常家用得比较普遍。1公斤标准煤的热量,相当于29.27兆焦耳,焦耳才是国际标准的能量单位。实际上的1公斤标准煤的热量其实稍微大于普通的一公斤优质煤的发热量。那么1吨标准煤等于29270兆焦的能量。2700吨标准煤等于7900万兆焦的能量。这等于说,1公斤纯铀235全部反应后,相当于1整火车3000吨煤炭完全燃烧反应释放的热量。要知道铀的密度和,

黄金类似。因此一公斤纯铀235的体积也就和一个李子差不多大。这么小的一块高能物质完全反应之下,就能等于一整火车的煤炭彻底烧完,难怪原子弹的爆炸威力那么强。当然比铀235核反应后热值大的物质还有,这就是热核材料氘化锂6。1公斤氘化锂6完全反应产生的能量值是以上数值的几十倍。不过人类到目前仍然不能对热核材料大规模的有控反应。铀裂变的基本原理是,当一个中子轰击铀235原子核时,这个原子核能分裂成两个较轻的原子核,同时产生2到3个新中子和射线,并放出能量。如果新产生的中子又打中另一个铀235原子核,就引起新的裂变,能量会源源不断地释放出来。原子弹爆炸的当今大部分核电站最大的不同,就是铀235的反应速率差异。原子弹需要丰度91%以上的高浓缩铀。


一公斤高浓缩铀瞬间核爆和当核电站燃料释放的能量相等吗?


而普通的轻水核电站,只需要丰度在3%左右的低浓度铀燃料就可以了。武器级浓缩铀也可以稀释以后用来放到核电站的反应堆中发电。更高端一些的增值反应堆,甚至可以直接“燃烧”丰度只有0.71%的天然铀矿石。人类制造核弹,随着技术的提高,高浓度核装药的用量其实是越来越少。第一颗实战原子弹用了60公斤高浓缩铀235,真正爆炸反应的其实不到1.5公斤,剩下的都炸飞了。而现在一流大国要用武器级铀235造一颗最“省料”的原子弹,那么目前全球最高水平只需要6公斤左右。引爆后大约有2公斤可以完全反应,因此效率大概是30%。当然只说完全反应了的那部分铀235,则利用效率在100%。从目前状况来讲,核电站核裂变的热效率不足30%。瀚海狼山(匈奴狼山)认为这点倒是和核弹装药的利用效率差不多。


一公斤高浓缩铀瞬间核爆和当核电站燃料释放的能量相等吗?


如果只算完全核反应的部分,则两者释放的总能量也是近似的。因此原则上可以认为一公斤纯铀235当原子弹装药或者稀释后当核电站燃料,只要最终被完全反应,那么释放的总能量基本相近。大型核电站本身又只能利用这30%中的70%,因此大部分核电站,只能利用铀元素释放能量的20%左右。


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