1g U235可以放出多少能量?
此刻的你很可能也是在旅行的路上吧!讀書?聽音樂?玩手機?無奈手機電量有限,無法滿足我們探索世界的好奇心,如果腦洞足夠大,有沒有想過手機安裝一枚核動力電池會有什麼效果呢?
好,睡前科普一發:
U235作為易裂變元素,可發生鏈式鏈變反應,核鏈變反應的另一個重要的結果就是生成裂變碎片和放出中子。裂變放出的能量以裂變碎片的動能、發出中子的動能、瞬發伽馬射線的動能等形式存在,這些裂變能絕大多數都轉化為熱能。
實驗測得,U235核一次裂變大約放出200MeV的能量,1MeV=1.6×10E-13J的能量,那麼每次鏈變就可以放出約3.2×10E-11J/次的能量。
1g U235含有的核數為:N=1÷235×6.02×10E23=2.56×10E21個
然而並不是這麼多的核子全部發生裂變反應,還有部分發生輻射俘獲,U235的俘獲裂變比為0.169,所以真正發生裂變的次數為2.56×10E21÷(1+0.169)=2.19×10E21次
綜上,1gU235全部吸收中子反應後放出的能量為2.19×10E21×3.2×10E-11=7.01×10E10J
我國把每公斤含熱7000大卡(29306千焦)的定為標準煤。
1噸煤放出的熱量為:Q=1000KG*29306KJ/KG=29306000KJ=2.93×10E10J。
由上可看出1gU 235放出能量約為2.39噸(2390kg)標準煤放出的熱量。
目前手機電池的能量為,以1500mAh,3.7V為例:
1500毫安的手機電池完全放電:根據 W=UIt大約是 3.7X1.5X3600=19980J
1g U235裂變放出的能量可抵手機充電的次數為:7.01×10E10J÷19980=3508508次。
假如以1天充電一次為例,一年充電365次:
則 3508508÷365=9612年。
是的沒看錯,1g U235裂變放出的能量用在手機上可以使用9612年。
在遙遠的未來,也許微型核電池將被廣泛使用到小型和微型電子系統。因核電池提供電能的時間非常長,到那時,不需要充電,使用一輩子變得成為可能。至於核電池利用後是否會出現核污染問題,也是一個值得研究探索的課題。
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