
原子弹开采到制作所需花费的能量,和原子弹爆炸之后的能量相比,哪个更多?
核弹运用了重核裂变的基本原理,关键的原材料为铀-235和钚-239。当铀-235或是钚-239被中子负电子以后,他们会裂变式为更加轻的原子。反映后品质发生亏本,品质方程式说明,这些品质转化成了能量。此外,裂变式全过程还会继续释放出来更新的中子,这种中子又会负电子别的重原子,造成链反应,进而能够释放出来极大的能量。
为了更好地生产制造核弹,铀-235的含量必须 做到90%,钚-239的含量必须 做到93%。要制取武器装备级纯净度的核原材料,并不是是一件很容易的事儿。
铀-235必须 从铀矿石中得到。但在大自然中,铀矿石中仅有大概0.7%的铀-235。为了更好地提升铀-235的浓度值,必须 通过一系列的纯化全过程。提纯方法主要是汽体离心分离,这须要消耗很多的能量。据统计,200吨的铀矿石只有提炼1KG的武器装备级浓缩铀。再再加上探矿,开采全过程,纯化铀-235将必须 投入极大的能量。另一方面,钚-239必须 从原子炉中提炼出出去。
在二战期间,美国看向广岛的“男孩儿”核弹是一颗铀弹,包括了64KG铀-235,结果仅有大概1.56%的铀-235发生了核裂变反应,绝大多数的铀-235都被消耗掉。这颗核弹爆炸所造成的能量约为5.5×10^13焦耳,等同于1500万度电。
假如单单从能量的视角看来,核弹的资金投入肯定是超过产出率的。即便如此,核弹的震撼力显而易见,这并并不是一道简易的小学算术题。
另一方面,假如从发电的视角看来,核裂变反应造成的能量毫无疑问要超过生产制造核原材料的能量,不然用燃料来发电就没有任何的实际意义。核电厂用铀-235的核裂变反应来造成能量,加温水造成水蒸汽,从而促进汽轮发电机推动发电机开展发电。
在核电厂中,铀-235的浓度值约为3%,远小于武器装备级,因此提炼出的费用要比高浓缩铀低了许多 。仅有那样,根据核裂变反应来发电才算是划算的。