早在100萬多年以前，人類就開始使用火，在此之后，火釋放出的能量一直是人類重要的能量來源。直到最近的100多年時(shí)間里，人類才發(fā)現(xiàn)比火強(qiáng)大得多的能量——核能，時(shí)至今日，人類已經(jīng)初步掌握了可控核裂變的技術(shù)。

簡單來講，這種技術(shù)就是將重原子核“掰開”，而重原子核在被“掰開”之后，會(huì)因?yàn)橘|(zhì)量損失而釋放出能量，人類再利用這些能量來發(fā)電。因?yàn)樵谧匀唤缰凶钊菀妆弧瓣_”的是鈾235的原子核，所以鈾235就理所當(dāng)然地成為了應(yīng)用最多的核燃料了。

1公斤的鈾235裂變后能釋放多少能量？

鈾235的原子核小得離譜（數(shù)量級(jí)為10^-14米），人類不可能真的去“掰開”它，所以人類采用了一種巧妙的方法，那就是利用高速的中子去轟擊原子核，從而使它發(fā)生裂變。

上圖為鈾235的5種裂變方式，每種裂變方式釋放出的能量都差不多，平均值約為200MeV，1MeV對(duì)應(yīng)1.6 x 10^-13焦耳的能量，也就是說，每一個(gè)235的原子核裂變之后，都會(huì)釋放出3.2 x 10^-11焦耳的能量。

已知1摩爾的鈾235含有6.02 x 10^23個(gè)原子，其質(zhì)量為235克，由此可知，1克鈾235含有大約2.56 x 10^21個(gè)原子，所以1公斤的鈾235就含有2.56 x 10^24個(gè)原子，將這個(gè)數(shù)字與單個(gè)235的原子核裂變之后釋放的能量相乘，我們就可以得出，1公斤的鈾235裂變后會(huì)釋放出8.2 x 10^13焦耳的能量。

這是什么概念呢？這樣說吧，1公斤的標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值29307千焦，以此為參照物的話，那么1公斤的鈾235裂變后所釋放出的能量，就與燃燒2798噸標(biāo)準(zhǔn)煤釋放的能量相當(dāng)，由此可見核能有多么強(qiáng)大，這也難怪人類對(duì)核能如此“情有獨(dú)鐘”。

那么地球上的鈾夠人類使用多久呢？

地球上的鈾不可再生的，用一點(diǎn)就少一點(diǎn)，就筆者收集到的數(shù)據(jù)來看，全世界已探明的鈾大概是700多萬噸，其中鈾235的占比約為0.7%，如果按照目前人類的平均使用量來計(jì)算，那么這些鈾礦中的鈾235只夠支持人類使用80年左右，

這明顯不夠用啊，所以人類又對(duì)鈾238打起了主意（鈾238的占比約為99.3%），提出了“快中子增殖反應(yīng)堆”技術(shù)，簡單來講，這種技術(shù)就是將一個(gè)中子打進(jìn)鈾238的原子核，然后鈾238就會(huì)變成容易發(fā)生核裂變的钚239，這樣就可以用于后續(xù)的核能發(fā)電了。

根據(jù)科學(xué)家的估算，在“快中子增殖反應(yīng)堆”技術(shù)成熟之后，人類對(duì)鈾的使用率可以提高50倍，據(jù)此我們可以樂觀地估計(jì)，地球上已探明的鈾足夠人類使用4000年左右，當(dāng)然了，如果加上未探明的鈾，這個(gè)時(shí)間還應(yīng)該再長一些。

以上所述只是地球陸地上的情況，實(shí)際上，在地球海洋中的鈾儲(chǔ)量更加可觀，測量數(shù)據(jù)顯示，平均每升海水中就含有3.3微克的鈾（主要以三碳酸鈾酰絡(luò)離子的形式存在于海水中），其總量高達(dá)42.9億噸。

可以想象的是，假如人類在未來能夠掌握從海水中大量提取鈾的方法，地球上的鈾就足夠人類使用好幾萬年，甚至好幾十萬年。

然而這只是基于人類現(xiàn)在對(duì)核能的使用情況上來計(jì)算的，隨著人類文明的發(fā)展，人類未來對(duì)能量的使用量也會(huì)大幅提高，按照“卡爾達(dá)肖夫文明指數(shù)”的標(biāo)準(zhǔn)，人類現(xiàn)在只是0.73級(jí)文明，而想要進(jìn)入一級(jí)文明，人類的功率就必須在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高500倍，而想要達(dá)到二級(jí)文明，更是要在此基礎(chǔ)再提高100億倍之多。

所以從人類文明發(fā)展的角度來看，地球上的鈾是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，正因?yàn)槿绱耍覀儾牌诖唠A的核能——可控核聚變。

與核裂變相比，核聚變的質(zhì)能轉(zhuǎn)換率提高了大約518.5%，并且核聚變所需要的燃料是氫，而氫是宇宙中豐度第一的元素，占據(jù)了宇宙質(zhì)量的73.9%（這里的質(zhì)量單指普通物質(zhì)，不含暗能量和暗物質(zhì)），對(duì)于人類而言，氫元素幾乎可以說是取之不盡，用之不竭。

實(shí)際上，人類對(duì)這方面的研究一直在進(jìn)行之中，雖然目前我們只能用氘和氚（氫的同位素）來短暫地實(shí)現(xiàn)可控核聚變，但可以預(yù)期的是，在不太遙遠(yuǎn)的未來，人類最終會(huì)完全掌握這一技術(shù)，而到了那一天，人類文明的發(fā)展進(jìn)程必將出現(xiàn)前所未有的飛躍，讓我們一起期待吧。

好了，今天我們就先講到這里，歡迎大家關(guān)注我們，我們下次再見`

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