为什么铀235是核能的理想原料?

由:HowStuffWorks.com贡献者

核电站在美国提供了大约20%国家每年都需要。法国的核电站每年为该国提供大约77%的电力需求[来源:NEI].地球上大量存在的基本元素是什么,这些核电站需要什么才能产生如此巨大的能量?答案是铀。

当一个原子分裂成两个原子,产生能量时,就会发生核裂变。自发裂变一直都在发生。铀以非常慢的速度自发裂变,并释放辐射。铀-235 (U-235)只存在于天然铀的0.7%左右,但它非常适合用于生产核能。这是因为它自然衰变的过程被称为阿尔法辐射。这意味着它会释放一个阿尔法粒子(两个中子和两个质子连接在一起)。铀-235是生产核能的理想材料的另一个原因是,与大多数材料不同,铀-235可以发生诱导裂变。当一个自由中子与一个U-235原子核碰撞时,原子核通常会俘获中子并极快地分裂。单个U-235原子的分裂可以释放大约200 MeV(百万电子伏)。

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当铀原子分裂时,释放出大量的热量和伽马射线(高能光子)。由此产生的两个原子除了释放辐射(速度非常快的电子)之外,还释放伽玛辐射。裂变的产物,连同它们的中子,比原始的U-235原子要轻。重量的差变成了能量,可以用公式E=mc2来计算。

为了使铀适于核电站发电,铀必须浓缩到至少含有3%的铀235。

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