u235裂变产物（1克铀-235裂变产生的能量相当于多少煤）

本文目录

• 1克铀-235裂变产生的能量相当于多少煤
• U238如何提炼成U235，为什么U235能裂变
• 1克铀-235完全裂变所产生的能量，相当于多少吨标准煤
• U-234,U-235,U-238 它们裂变后分别产生什么物质
• 铀235裂变后和裂变前的分子结构方面有什么变化！！！
• U—235裂变产物
• 用U235作为核能，但核电站的碘辐射是哪里来的
• 关于U235裂变反映
• 铀235核裂变的反应方程式
• 原子再次裂变至下一级，还会出现下一级的质能方程式吗

1克铀-235裂变产生的能量相当于多少煤

一克铀-235大约需要数百亿年才能彻底释放其能量，因为一克铀并不能以链式反应的方式产生裂变，原因是它的无法达到临界质量，不过可以只用来计算每一克铀释放的能量，那么它到底有多大呢？

一克铀彻底裂变释放的能量相当于2.9吨标准煤

铀的能量是通过重元素裂变所释放的，有比较简便的计算经验计算方式，或者采用每摩尔铀-235原子的数量，再按单个原子裂变的产生的能量计算，两种都差不多，我们可以简单做个计算！

简便计算

U-235裂变时质量亏损大约为0.0946%，也就是1克铀彻底裂变后质量会减少0.0946%，这些减少的质量会被彻底转换为能量，尽管它产生的质量变化极小，但以质量转变为能量的计算方式是爱因斯坦的质能转换：

E=mc²

c为光速，m为质量，单位为千克，因此一克铀-235彻底裂变所产生的能量大约是：

85,022,239,908.5J

另一个方式是按每一铀原子裂变的能量来计算，铀-235裂变大约能产生207MeV的能量，1克铀235大约为0.004255摩尔，而一摩尔铀大约是6.0221415 × 10^23个铀原子，那么总共有2.562 × 10^21个原子！1Mev大约为：3.312×10^-11J，那么全部裂变产生的能量为：

84,838,950000.0J

两者大约相差0.21%，主要是四舍五入造成的，不过经验公式已经很精确了，毕竟这是粗略计算，算个大概也就差不多了哈！

这些能量大约相当于多少标准煤呢？1吨标准煤的热值大约为29270MJ，那计算得约为2.9吨标准煤！大概一拖拉机不到一点（超载），所以各位可以想象一下，1克铀-235而已，如果全面普及它将减少多少污染排放呢？

为什么一克铀无法裂变，铀的裂变过程是怎样的？

从理论上来看，无论是多少铀都能裂变，只要持续不断朝它轰击热中子即可，但问题是能让铀-235裂变的热中子源成本是很高的，用这种方式取得的裂变能源得不偿失！这个难题完全可以用另一种方式来解决：链式反应！

这种方式的原理很简单，即一颗铀原子在受到热中子轰击后会裂变成氪-92和钡-141，并且释放出2-3个中子，这些多余的中子经过减速剂减速后又能让其它铀原子裂变，变成自持裂变！而且还可以用中子吸收的控制棒来吸收这些多余的中子，控制核反应堆的整体输出能量，做到链式反应速度可调，那就是一个完美的核反应堆了！

不过中学课本中就有说明，原子内部的空间是非常空旷的，原子核就相当于万人体育场中间的篮球，在几公里外的位置向体育场扔一个篮球，要命中这个篮球的概率几乎等于0，那么怎么办呢？既然一个体育场扔不中，那么就用无数个体育场，扔出去总有一个会碰到的！

这些无数个原子构成的原子篮球场，每次扔一定会命中一个的总数就是裂变材料的临界质量，简单的说就是达到这个质量后，就比较容易产生自持裂变了！比如铀-235的临界质量是52千克，但很多资料中称是15千克！其实也没错，那是加上了中子反射层后的临界质量，那样就能将飞出核材料外的中子反射回来继续参与裂变！

核裂变除了释放出巨大的能量外，还有令人厌恶的放射性污染。

听上文的介绍，核裂变是一种几乎完美的能量，它可以裂变，只要足够的核材料，只要启动下就能自己裂变，还可以用控制棒改变输出能量，一克铀就有2.9吨标准煤，这还不够完美吗？从这个角度来说却是完美无瑕，但它有两个致命缺点！

U238如何提炼成U235，为什么U235能裂变

U238提炼U235的方法说起来很简单，做起来很难，简单说就是和我们家里洗衣机甩干的原理是一样的。将铀矿石加热，直到它变成气态，这个时候再开始高速旋转，U238会由于重那么一点点，会被甩到外层，而U235会留在里层，这样就可以把U235提炼出来了。所以国际原子能核查小组有个很重要的核查项目就是离心分离机的数量，这种分离机数量越多，提炼的数量就越多，据说伊朗有上万台。

1克铀-235完全裂变所产生的能量，相当于多少吨标准煤

一克铀-235大约需要数百亿年才能彻底释放其能量，因为一克铀并不能以链式反应的方式产生裂变，原因是它的无法达到临界质量，不过可以只用来计算每一克铀释放的能量，那么它到底有多大呢？

一克铀彻底裂变释放的能量相当于2.9吨标准煤

铀的能量是通过重元素裂变所释放的，有比较简便的计算经验计算方式，或者采用每摩尔铀-235原子的数量，再按单个原子裂变的产生的能量计算，两种都差不多，我们可以简单做个计算！

简便计算

U-235裂变时质量亏损大约为0.0946%，也就是1克铀彻底裂变后质量会减少0.0946%，这些减少的质量会被彻底转换为能量，尽管它产生的质量变化极小，但以质量转变为能量的计算方式是爱因斯坦的质能转换：

E=mc²

c为光速，m为质量，单位为千克，因此一克铀-235彻底裂变所产生的能量大约是：

85,022,239,908.5J

另一个方式是按每一铀原子裂变的能量来计算，铀-235裂变大约能产生207MeV的能量，1克铀235大约为0.004255摩尔，而一摩尔铀大约是6.0221415 × 10^23个铀原子，那么总共有2.562 × 10^21个原子！1Mev大约为：3.312×10^-11J，那么全部裂变产生的能量为：

84,838,950000.0J

两者大约相差0.21%，主要是四舍五入造成的，不过经验公式已经很精确了，毕竟这是粗略计算，算个大概也就差不多了哈！

这些能量大约相当于多少标准煤呢？1吨标准煤的热值大约为29270MJ，那计算得约为2.9吨标准煤！大概一拖拉机不到一点（超载），所以各位可以想象一下，1克铀-235而已，如果全面普及它将减少多少污染排放呢？

为什么一克铀无法裂变，铀的裂变过程是怎样的？

从理论上来看，无论是多少铀都能裂变，只要持续不断朝它轰击热中子即可，但问题是能让铀-235裂变的热中子源成本是很高的，用这种方式取得的裂变能源得不偿失！这个难题完全可以用另一种方式来解决：链式反应！

这种方式的原理很简单，即一颗铀原子在受到热中子轰击后会裂变成氪-92和钡-141，并且释放出2-3个中子，这些多余的中子经过减速剂减速后又能让其它铀原子裂变，变成自持裂变！而且还可以用中子吸收的控制棒来吸收这些多余的中子，控制核反应堆的整体输出能量，做到链式反应速度可调，那就是一个完美的核反应堆了！

不过中学课本中就有说明，原子内部的空间是非常空旷的，原子核就相当于万人体育场中间的篮球，在几公里外的位置向体育场扔一个篮球，要命中这个篮球的概率几乎等于0，那么怎么办呢？既然一个体育场扔不中，那么就用无数个体育场，扔出去总有一个会碰到的！

这些无数个原子构成的原子篮球场，每次扔一定会命中一个的总数就是裂变材料的临界质量，简单的说就是达到这个质量后，就比较容易产生自持裂变了！比如铀-235的临界质量是52千克，但很多资料中称是15千克！其实也没错，那是加上了中子反射层后的临界质量，那样就能将飞出核材料外的中子反射回来继续参与裂变！

核裂变除了释放出巨大的能量外，还有令人厌恶的放射性污染。

听上文的介绍，核裂变是一种几乎完美的能量，它可以裂变，只要足够的核材料，只要启动下就能自己裂变，还可以用控制棒改变输出能量，一克铀就有2.9吨标准煤，这还不够完美吗？从这个角度来说却是完美无瑕，但它有两个致命缺点！

能裂变的铀-235很难取得

铀在自然界的尽管比较少，但它巨大的能量促使人类挖空心思去找铀矿，当然不仅是能源的诱惑，还有制造原子弹的需求，人类最初利用铀能量的原动力就来自于武器！在地球上铀矿还是不少的，铀的分离也不难！

但天然铀中绝大部分都是难以裂变的铀-238，可以裂变的铀-235大约只占0.72%左右，而一般的轻水堆中对核燃料的要求比较高，核武器级的铀-235要求就更高了，怎么也得90%以上吧！但238和235是铀的同位素，化学性质没多少差别，所以分离非常困难！

离心机结构

但因为两种同位素相差3个中子的质量，因此在大规模的235分离中，大都使用六氟化铀的气体离心分离法！这个分离方式原理很简单，利用两种同位素的密度差异，逐级分离浓缩，但因为两者密度相差极小，因此离心分离需要很多级才能达到足够的浓度，能量消耗极大，设备制造也比较困难！

离心机阵列，这里有多少数量？又有多少没在画面中的？

增殖堆的出现让铀利用率大幅增加

在核反应堆中，会有大量的多余中子被控制棒吸收用来控制反应堆输出功率，这些中子就被白白浪费了，而我们知道，元素在吸收中子后会不稳定，产生β-衰变，释放出一个电子和一个反中微子后衰变成质子，也就是变成另一种元素！

铀-238的增值反应过程

这就是增殖堆的原理，如果将铀-238利用起来的话，预计核燃料的消耗将在目前的规模上扩大十倍不止，人类的能源保证将达到千年甚至更久！

铀的裂变以及产物的衰变和增殖过程

放射性污染无法处理

核裂变之后的元素大都具有放射性，它们会继续衰变，一直到稳定元素，而这个周期短则数天，长则万年甚至更久，因此核反应堆中每年都有大量的裂变过（并未100%利用），输出能量下降的核废料需要处理，而我们人类并没有特别好的方法，只能暂时将它们收集起来，然后集中堆放在某个深深的地下岩洞中！

1957年苏联东部乌拉尔山脉的深处，发生过历史上最早，级别排名第三的“克什特姆核事故”，当时对核废料的特性以及处理方式认识不足，一直只是将核废料储存在密封的钢制容器中埋入了地下，浇上了一层薄薄的混凝土。

1957年9月29日晚，由于年久失修，冷却系统出现故障，核废料的放射性衰变的能量产生了大量的蒸汽，整个掩埋区发生了爆炸，几十吨的钢制罐子撕裂抛洒，核废料撒得到处都是，据估计当时的能量大约相当于70-100吨TNT的当量，大量的放射性尘埃被排入大气层！

这些放射性物质随着大风飘散，让车里雅宾斯克州，斯维尔德洛夫斯克州和秋明州的部分地区都暴露于放射性污染下，影响面积达52000平方公里，留下了一条长长的带状地带！史称东乌拉尔放射性痕迹”！

所以核能非常强大，但它的放射性污染也和它的能量一样一样强大，到现在为止人类依然只能掩埋处理，没有更好的办法，也许我们只能寄希望于未来的核聚变！但要是没有实现核聚变呢？人类又该怎么办？各位不妨留言提个建议！

U-234,U-235,U-238 它们裂变后分别产生什么物质

• 只有U-235容易裂变。裂变产生氪原子核、钡-141原子核以及2-3个质子。

• 517down说得不对，铀235容易裂变，但是裂变的产物并不确定。而且裂变之后，释放的应该是几个中子。

铀235裂变后和裂变前的分子结构方面有什么变化！！！

核 反 应 堆
1. 核反应堆及其组成
核反应堆是一个能维持和控制核裂变链式反应，从而实现核能—热能转换的装置。核反应堆是核电厂的心脏，核裂变链式反应在其中进行。
1942年美国芝加哥大学建成了世界上第一座自持的链式反应装置，从此开辟了核能利用的新纪元。
反应堆由堆芯、冷却系统、慢化系统、反射层、控制与保护系统、屏蔽系统、辐射监测系统等组成。
堆芯中的燃料：反应堆的燃料，不是煤、石油，而是可裂变材料。自然界天然存在的易于裂变的材料只有U-235，它在天然铀中的含量仅有0.711％，另外两种同位素U-238和U-234各占99.238％和0.0058％，后两种均不易裂变。
另外，还有两种利用反应堆或加速器生产出来的裂变材料U-233和Pu-239。
用这些裂变材料制成金属、金属合金、氧化物、碳化物等形式作为反应堆的燃料。
燃料包壳：为了防止裂变产物逸出，一般燃料都需用包壳包起来，包壳材料有铝、锆合金和不锈钢等。
控制与保护系统中的控制棒和安全棒：为了控制链式反应的速率在一个预定的水平上，需用吸收中子的材料做成吸收棒，称之为控制棒和安全棒。控制棒用来补偿燃料消耗和调节反应速率；安全棒用来快速停止链式反应。吸收体材料一般是硼、碳化硼、镉、银铟镉等。 冷却系统中的冷却剂：为了将裂变的热导出来，反应堆必须有冷却剂，常用的冷却剂有轻水、重水、氦和液态金属钠等。
慢化系统中的慢化剂：由于慢速中子更易引起铀-235裂变，而中子裂变出来则是快速中子，所以有些反应堆中要放入能使中子速度减慢的材料，就叫慢化剂，一般慢化剂有水、重水、石墨等。
反射层：反射层设在活性区四周，它可以是重水、轻水、铍、石墨或其它材料。它能把活性区内逃出的中子反射回去，减少中子的泄漏量。
屏蔽系统：反应堆周围设屏蔽层，减弱中子及γ剂量。
辐射监测系统：该系统能监测并及早发现放射性泄漏情况。
2. 反应堆的结构形式和分类
反应堆的结构形式是千姿百态的，它根据燃料形式、冷却剂种类、中子能量分布形式、特殊的设计需要等因素可建造成各类型结构形式的反应堆。 目前世界上有大小反应堆上千座，其分类也是多种多样。按能普分有由热能中子和快速中子引起裂变的热堆和快堆；按冷却剂分有轻水堆，即普通水堆（又分为压水堆和沸水堆）、重水堆、气冷堆和钠冷堆。按用途分有：（1）研究试验堆：是用来研究中子特性，利用中子对物理学、生物学、辐照防护学以及材料学等方面进行研究；（2）生产堆，主要是生产新的易裂变的材料铀-233、钚-239；（3）动力堆，利用核裂变所产生的热能广泛用于舰船的推进动力和核能发电。反应堆分类情况见下表。
3. 研究实验反应堆
是指用作实验研究工具的反应堆，它不包括为研究发展特定堆型而建造的、本身就是研究对象的反应堆，如原型堆，零功率堆，各种模式堆等。研究实验堆的实验研究领域很广泛，包括堆物理，堆工程、生物、化学、物理、医学等，同时，还可生产各种放射性同位素和培训反应堆科学技术人员。研究实验堆种类很多，例如：游泳池式研究实验堆：在这种堆中水既作为慢化剂、反射层和冷却剂，又起主要屏蔽作用。因水池常做成游泳池状的长圆形而得其名。
罐式研究实验堆：由于较高的工作温度和较大的冷却剂流量只有在加压系统中才能实现，因此，必须采取加压罐式结构。
重水研究实验堆：重水的中子吸收截面小，允许采用天然铀燃料，它的特点是临界质量较大，中子通量密度较低。如果要减小临界质量和获得高中子通量密度，就用浓缩铀来代替天然铀。
此外，还有固体慢化剂研究实验堆、均匀型研究实验堆、快中子实验堆等。
4. 生产堆
主要用于生产易裂变材料或其他材料，或用来进行工业规模辐照。生产堆包括产钚堆，产氚堆和产钚产氚两用堆、同位素生产堆及大规模辐照堆，如果不是特别指明，通常所说的生产堆是指产钚堆。 该堆结构简单，生产堆中的燃料元件既是燃料又是生产钚-239的原料。中子来源于用天然铀制作的元件中的U-235。U-235裂变中子产额为2—3个。除维持裂变反应所需的中子外，余下的中子被U-238吸收，即可转换成Pu-239，平均烧掉一个U-235原子可获得0.8个钚原子。也可以用生产堆生产热核燃料氚。用重水型生产堆生产氚要比用石墨生产堆产氚高7倍。
5. 动力反应堆
世界上动力反应堆可分为潜艇动力堆和商用发电反应堆。核潜艇通常用压水堆做为其动力装置。商用规模的核电站用的反应堆主要有压水堆、沸水堆、重水堆、石墨气冷堆和快堆等。
压水堆：
采用低浓（铀-235浓度约为3％）的二氧化铀作燃料，高压水作慢化剂和冷却剂。是目前世界上最为成熟的堆型。
沸水堆：
采用低浓（铀-235浓度约为3％）的二氧化铀作燃料，沸腾水作慢化剂和冷却剂。
重水堆：
重水作慢化剂，重水（或沸腾轻水）作冷却剂，可用天然铀作燃料，目前达到商用水平的只有加拿大开发的坎杜堆，我国正建一座重水堆核电站。
石墨气冷堆：
以石墨作慢化剂，二氧化碳作冷却剂，用天然铀燃料，最高运行温度为360℃，这种堆已有丰富的运行经验，到90年代初期已运行了650个堆年。
快中子堆：
采用钚或高浓铀作燃料，一般用液态金属钠作冷却剂。不用慢化剂。根据冷却剂的不同分为钠冷快堆和气冷快堆。
http://www.costind.gov.cn/n435777/n435943/n435944/n436010/15570.html
http://www.sxgjzx.net.cn/zkwlw/zkwlw/Article_Show.asp?ArticleID=2182

U—235裂变产物

铀235裂变后产生两个中等质量的产物，通过30多种不同途径的裂变，产生了有60多种裂变产物，裂变产物的原子核质量数分布在72～158之间。
比较典型的裂变路径是 1中子+铀235-》钡141+氪92+3中子，以及1中子+铀235-》钍233+2质子+1中子。

用U235作为核能，但核电站的碘辐射是哪里来的

放射碘是核裂变产生的，是一种核裂变产物，其中有些碘的同位素具有放射性；被人体吸收后，进入人的甲状腺，使甲状腺受到内照射，发生病变；严重核事故时，才有大剂量的放射性碘向大气释放，这时，需要采取碘防护（政府发放碘片，摄入足够的碘使甲状腺内的碘饱和，不再吸收外界的放射性碘，从而保护甲状腺）；正常情况，千万不要乱吃碘片，切记！核事故情况下，国家核应急组织会科学合理地向民众分发碘片的。
普及核能知识是我的责任，望采纳

关于U235裂变反映

核反应的能量守恒体现在质子和中子的数量不变，但发生了重组，实验已经证明质子和中子在不同的组合下实际质量并不等于它们单独存在时的质量和，无论是重核的裂变还是轻核的聚变，重组之后总质量变小，这就是质量亏损的来源，理论上铁元素的平均中、质子质量最小，也就是说任何非铁元素在核反应中生成的新核更接近铁元素的话，就会放出能量，相反会吸收能量（例如元素周期表中最后的那些人造元素都是高能离子碰撞产生的，形成的过程中它们吸收能量）。能量量化参考质能转换公式E=mc^2,其中m为前后质量差。 并且质子与中子的质量也是不一样的，你可以搜索“各种粒子的质量”。

铀235核裂变的反应方程式

235u+n→bai236u→135xe+95sr+2n

235u+n→236u→144ba+89kr+3n

铀核分裂时，可以放出两个中子，这两个中子再去击中两个铀原子核，它被分裂为四，同时放出四个中子……，由此类推，原子的裂变就会这样自发地持续下去，产生一连串的原子分裂，同时不断放出能量。

扩展资料

铀-235是原子弹的主要装药。要获得高加浓度的铀-235并不是一件轻而易举的事，这是因为，天然铀-235的含量很小，大约140个铀原子中只含有1个铀-235原子，而其余139个都是铀-238原子；

尤其是铀-235和铀-238是同一种元素的同位素，它们的化学性质几乎没有差别，而且它们之间的相对质量差也很小。因此，用普通的化学方法无法将它们分离；采用分离氢元素同位素的方法也无济于事。

参考资料来源：百度百科-铀235

原子再次裂变至下一级，还会出现下一级的质能方程式吗

目前的科学技术表明，原子是参与化学反应的最小单位，化学反应中原子核不参与反应，原子仅得失核外电子。

核裂变反应中，原子核参与反应，原子核裂变过程发生质量亏损，释放能量。

因此，提问者的提问方式有问题，提问者想要问的应该是原子核裂变后能否再次裂变？

这个问题的答案是肯定的，且再次裂变释放的能量依然可以用质能方程来解释。

以下为U235裂变的两个方程：

U235+中子=钡138+氪95+3个中子；U235+中子→103Mo+131Sn+中子+能量。

原子核发生裂变后生成的反应物一般不稳定，继续发生阿尔法衰变或者贝塔衰变就相当于再次裂变，释放的能量也可以用质能方程来解释。

从比结合能曲线也可以看出来，裂变产物的平均结合能是小于铁的，一定条件下（入射中子能量达到裂变阈能）裂变产物依然可以自发地发生裂变反应，适用质能方程。

在核裂变反应中释放的能量无法使得中子和质子结构改变，中子和质子的结构是保持不变的，个人认为，即使中子和质子继续裂变也不会出现下一级的质能方程，质能方程本身不专门适用于裂变反应，也不是从裂变反应推断出来的，而是用来解释核反应释放能量的方法之一。

今天的科普就到这里了，更多科普欢迎关注本号！