1945年，美國向日本廣島投下一枚原子彈，它的代號名爲“小男孩”，當中裝有64公斤鈾-235。

但實際上，在爆炸的過程當中，僅有不到1公斤的鈾-235參與了裂變反應，釋放出的能量大約爲63TJ，但仍舊直接或者間接性地造成了10多萬人死亡。

問題來了，一公斤鈾-235完全反應之後，究竟能夠釋放出多大的能量？在人類現有的能源體系當中，核能佔據重要組成部分，如今地球上的鈾元素，又能供給人類使用多少年？

核裂變是咋回事

首先我們來了解一下鈾元素的裂變反應究竟是怎樣的。

【裂變反應原理】

所謂裂變反應指的是由重的原子核分裂成多個較小的原子，在過程當中會產生大量的能量，從而產生核反應。

怎麼才能讓重原子裂變爲多個小原子呢？在覈電站的反應堆當中，通常會使用熱中子去轟擊鈾-235的原子，然後產生2到4箇中子，中子再去轟擊其他鈾-235原子，然後循環往復，形成鏈式反應。

這就好比一顆彈珠轟擊另一顆彈珠，後者分裂爲兩顆，然後互相轟擊，不斷進行下去。

但這種反應不是無限制的，一直到產生鐵元素，反應基本結束。

當然，核反應堆和原子彈中的鈾-235是不一樣的，主要體現在濃度方面。

核反應堆中的鈾-235濃度普遍較低，這種鏈式反應相對來說就要穩定許多，在人類的可控制範圍之內。

儘管如此，我們也需要採用諸多手段去控制核反應堆的穩定性。

原子彈當中的鈾-235濃度必須在90％以上，這也意味着其一旦發生鏈式反應，將是非常迅速的，且爆發力十足。

【可怕的原子彈】

這也是爲什麼原子彈在爆炸之後，會瞬間產生高溫和強烈的光，這都是中子在不斷轟擊的過程當中產生的能量。

需要注意的是，雖然低濃度的鈾-235不能用於製造核武器，在國際上也沒有嚴格的交易限制。

但是離心機可以將低濃度鈾-235轉化爲高濃度，因此離心機是被禁止流傳的。

能量龐大

一般來說，1公斤鈾-235在全部裂變的情況下，會產生大約20000兆瓦小時的能量，相當於2700噸煤炭燃燒時釋放的能量。

【核反應堆】

這麼說大家可能沒有概念，再轉化一下，一兆瓦時差不多等於1000度電，20000萬兆瓦時相當於20000000度電。

2022年，四川人民一天的用電量約爲3.4億千瓦時，相當於3.4億度電，差不多17公斤的鈾-235，就能滿足四川一天的用電量。

當然，這僅僅是理想情況，如果將一公斤鈾-235用於發電，在過程當中會伴隨着大量的能量損耗。

包括冷卻反應堆，以及在發電過程當中做功的過程，都會伴隨着能量的損失。

目前絕大部分核電站的發電模式採用的還是“燒開水”的模式，當鈾-235產生裂變反應之後產生熱能，熱能將水加熱沸騰產生蒸汽，然後用於發電。

比如說，中國華龍一號核電站就是一座“開水核電站”，本質上和當初咱們用煤炭燒鍋爐沒啥區別。

不過，華龍一號的先進之處有很多，包括採用了多個燃料組件的反應堆堆芯、多種安全保障系統等等。

不僅核電站在燒開水，還有大家津津樂道的核動力航母，也是同樣的原理。

【華龍一號核電站】

所以，大家別看核動力航母如此高大上，本質上和蒸汽動力航母沒啥區別。

從另一角度來看，鈾-235作爲一種新型能源，它擁有的潛在價值也是非常龐大的。

從生態環保方面來看，一公斤鈾-235就頂2700噸煤炭，而後續燃燒之後對環境的污染十分嚴重，前者在人爲處理得當的情況下，對環境的污染肯定是比不上2000噸煤炭的。

同時，鈾-235的能量轉化效率也很高，可以在短時間內滿足人們爆發式的能源需要。

核電站再配合水力、風力以及其他能源發電的情況下，基本滿足中國14億人口的生產生活需要。

鈾-235還能用多久

像這樣一種令人類“又愛又恨”的放射性物質，在地球上的儲量是有限的。

通常它是以銀灰色的金屬形式出現，但這是經過人類加工提純之後的產物，在自然界中，通常會蘊藏在鈾礦等礦產資源當中，需要進一步進行提純加工才能得到。

中國就是一個鈾-235儲量大國，在2023年的時候，我國內蒙古地區就發現了一批超大型的鈾礦，總體儲量規模屬於10萬噸級別，對於我國來說意義重大。

相關資料數據統計推斷，人類目前擁有的鈾資源儲量大約爲371.3萬噸，其中大部分被澳大利亞等國家佔據，在世界範圍內分佈不均。

隨着人類核電站建造數量的不斷增加，人類對於鈾-235的消耗也在增長，按這個趨勢來看，也許到21世紀末期，鈾-235資源就已經枯竭了。

不過，從現實情況來看，鈾資源枯竭時間可能會更早，在2016年的時候其產量就已經達到了一個峯值，並在此後開始衰減。

這也意味着，鈾資源在走下坡路，如果人類在未來無法發現新的隱藏鈾礦的話，很有可能會過早枯竭。

所以我們不得不擔心這樣一個問題，未來當鈾-235不再能夠用於發電的時候，人類在能源上的空缺怎樣才能補足呢？

別擔心，除了裂變反應能夠產生能量之外，聚變反應也是可以的，而人類正在研究可控聚變反應，俗稱“人造太陽”。

人造太陽使用的是核聚變原理

相信可控核聚變會在鈾資源枯竭之前得到廣泛運用。

參考資料：

【1】陳志嶽. 1公斤鈾235釋放的熱量相當於2700噸煤釋放的熱量如何用核能發電①．《CNKI》，2004