1. Contenu énergétique du charbon:
* Une tonne métrique de charbon a généralement une teneur en énergie d'environ 29,3 gigajoules (GJ).
2. Libération d'énergie de la fission:
* La fission d'un atome d'uranium-235 libère environ 200 MEV (mégaelectron volts) d'énergie.
* 1 MEV est égal à 1,602 x 10 ^ -13 Joules (J).
3. Calcul:
* Convertir l'énergie du charbon en joules: 29.3 GJ =29,3 x 10 ^ 9 J
* Converti MEV en Joules: 200 Mev =200 x 1,602 x 10 ^ -13 J =3,204 x 10 ^ -11 J
* Calculez le nombre d'atomes d'uranium nécessaires: (29.3 x 10 ^ 9 j) / (3,204 x 10 ^ -11 j / atome) =9,14 x 10 ^ 20 atomes
* Calculez la masse de l'uranium:
* La masse atomique de l'uranium-235 est de 235 g / mol.
* Le nombre d'Avogadro (6,022 x 10 ^ 23 atomes / mol) est le nombre d'atomes dans une taupe.
* Masse =(9,14 x 10 ^ 20 atomes) / (6,022 x 10 ^ 23 atomes / mol) * 235 g / mol ≈ 0,35 grammes
Par conséquent, environ 0,35 gramme d'uranium-235 libérerait la même quantité d'énergie qu'une tonne métrique de charbon.
Remarques importantes:
* Ce calcul suppose une fission à 100% efficace de l'uranium-235. En réalité, les réacteurs de fission ne sont pas efficaces à 100%.
* La teneur en énergie du charbon peut varier en fonction de son type et de sa qualité.
* La fission nucléaire est un processus complexe et l'énergie libérée peut varier légèrement en fonction des isotopes spécifiques impliqués.
Ce calcul démontre l'énorme densité d'énergie des carburants nucléaires par rapport aux combustibles fossiles. Une petite quantité d'uranium peut produire la même énergie qu'une quantité beaucoup plus grande de charbon.
