Hvad er den ækvivalente masse uran, der producerer samme energi svarende til et metrisk ton kul?

1. Energiindhold i kul:

* Et metrisk ton kul har typisk et energiindhold på omkring 29,3 gigajoules (GJ).

2. Energiudgivelse fra fission:

* Fissionen af en uran-235 atom frigiver cirka 200 MeV (megaelectron volt) energi.

* 1 MEV er lig med 1.602 x 10^-13 Joules (J).

3. Beregning:

* Konverter kulenergi til Joules: 29,3 GJ =29,3 x 10^9 J

* konverter MEV til joules: 200 mev =200 x 1,602 x 10^-13 j =3,204 x 10^-11 j

* Beregn antallet af nødvendige uranatomer: (29,3 x 10^9 j) / (3,204 x 10^-11 j / atom) =9,14 x 10^20 atomer

* Beregn massen af uran:

* Atommassen af uran-235 er 235 g/mol.

* Avogadros nummer (6.022 x 10^23 atomer/mol) er antallet af atomer i en mol.

* Masse =(9,14 x 10^20 atomer)/(6,022 x 10^23 atomer/mol) * 235 g/mol ≈ 0,35 gram

Derfor ville ca. 0,35 gram uran-235 frigive den samme mængde energi som et ton ton kul.

Vigtige noter:

* Denne beregning antager 100% effektiv fission af uranium-235. I virkeligheden er fissionsreaktorer ikke 100% effektive.

* Kulets energiindhold kan variere afhængigt af dets type og kvalitet.

* Nuklear fission er en kompleks proces, og den frigivne energi kan variere lidt afhængigt af de involverede specifikke isotoper.

Denne beregning demonstrerer den enorme energitæthed af nukleare brændstoffer sammenlignet med fossile brændstoffer. En lille mængde uran kan producere den samme energi som en meget større mængde kul.