1. Kolens energiinnehåll:
* Ett metriskt ton kol har vanligtvis ett energiinnehåll på cirka 29,3 gigajoules (GJ).
2. Energi frisläppande från fission:
* Fissionen av en uran-235-atom frigör cirka 200 meV (megaelektron volt) energi.
* 1 MeV är lika med 1,602 x 10^-13 joules (j).
3. Beräkning:
* Konvertera kolenergi till Joules: 29.3 GJ =29.3 x 10^9 J
* Konvertera MeV till Joules: 200 meV =200 x 1,602 x 10^-13 j =3,204 x 10^-11 j
* Beräkna antalet uranatomer som behövs: (29,3 x 10^9 J) / (3.204 x 10^-11 j / atom) =9,14 x 10^20 atomer
* Beräkna uranmassan:
* Atommassan av uran-235 är 235 g/mol.
* Avogadros nummer (6.022 x 10^23 atomer/mol) är antalet atomer i en mol.
* Massa =(9,14 x 10^20 atomer)/(6.022 x 10^23 atomer/mol) * 235 g/mol ≈ 0,35 gram
Därför skulle ungefär 0,35 gram uran-235 släppa samma mängd energi som ett ton kol.
Viktiga anteckningar:
* Denna beräkning antar 100% effektiv klyvning av uran-235. I verkligheten är fissionreaktorer inte 100% effektiva.
* Kolens energiinnehåll kan variera beroende på dess typ och kvalitet.
* Kärnklyvning är en komplex process, och den frigjorda energin kan variera något beroende på de specifika isotoperna som är involverade.
Denna beräkning visar den enorma energitätheten för kärnkraftsbränslen jämfört med fossila bränslen. En liten mängd uran kan producera samma energi som en mycket större mängd kol.
