1克铀的威力

A. 如果1克重的原子弹爆炸了，会产生多大威力

很多人对于核弹的威力，印象可能都是来自于二战期间，美国在日本所投下的两颗原子弹，而事实上，这两个原子弹对日本所造成的威力，甚至于现在还有一定影响存在，而现在很多日本核弹幸存者身上的伤疤，都足以让大家见识到，核弹的威力有多大

而当初美国在日本的两个城市投放的两颗原子弹，大多都是2万吨当量左右，而现如今各国所制造的原子弹，大多都是在200万吨以上的，那么一克重的核弹爆炸威力会有多大呢？这颗核弹重量如此之小，是不是造成的威力就很有限了呢？

事实上，现在美国和俄罗斯已经不再拘泥于制造更多数量的核弹，而是在准备将核弹小型化，不需要太多的仪器，并且小型的核武器也能在一些正常的战役中使用，不会造成太大的伤亡情况

那么一颗一克重的核弹威力会有多大呢？事实上，并不是一味的将核弹变小，都能爆炸的，一般来讲，需要48千克的铀――235，就算是有其他元素的帮忙，最少也需要十五千克，所以所谓的1克核弹，根本就不存在

而事实上，如果这一克重的核弹真的存在，那么按照日本的核弹爆炸的威力来看，至少也能使得方圆十里之内受辐射影响

B. 1克铀-235裂变产生的能量相当于多少煤

一克铀-235大约需要数百亿年才能彻底释放其能量，因为一克铀并不能以链式反应的方式产生裂变，原因是它的无法达到临界质量，不过可以只用来计算每一克铀释放的能量，那么它到底有多大呢？

不过中学课本中就有说明，原子内部的空间是非常空旷的，原子核就相当于万人体育场中间的篮球，在几公里外的位置向体育场扔一个篮球，要命中这个篮球的概率几乎等于0，那么怎么办呢？既然一个体育场扔不中，那么就用无数个体育场，扔出去总有一个会碰到的！

这些无数个原子构成的原子篮球场，每次扔一定会命中一个的总数就是裂变材料的临界质量，简单的说就是达到这个质量后，就比较容易产生自持裂变了！比如铀-235的临界质量是52千克，但很多资料中称是15千克！其实也没错，那是加上了中子反射层后的临界质量，那样就能将飞出核材料外的中子反射回来继续参与裂变！

核裂变除了释放出巨大的能量外，还有令人厌恶的放射性污染。

听上文的介绍，核裂变是一种几乎完美的能量，它可以裂变，只要足够的核材料，只要启动下就能自己裂变，还可以用控制棒改变输出能量，一克铀就有2.9吨标准煤，这还不够完美吗？从这个角度来说却是完美无瑕，但它有两个致命缺点！

C. 铀对人的伤害多大

最重的天然元素铀已经成为新能源的主角，那么铀又是怎样提炼出来的呢？

在居里夫妇发现镭以后，由于镭具有治疗癌症的特殊功效，镭的需要量不断增加，因此许多国家开始从沥青铀矿中提炼擂，而提炼过镭的含铀矿渣就堆在一边，成了“废料”。

然而，铀核裂变现象发现后，铀变成了最重要的元素之一。这些“废料”也就成了“宝贝”。从此，铀的开采工业大大地发展起来，并迅速地建立起了独立完整的原子能工业体系。

铀是一种带有银白色光泽的金属，比铜稍软，具有很好的延展性，很纯的铀能拉成直径0.35毫米的细丝或展成厚度0.1毫米的薄箔。铀的比重很大，与黄金差不多，每立方厘米约重19克，象接力棒那样的一根铀棒，竟有十来公斤重。

铀的化学性质很活泼，易与大多数非金属元素发生反应。块状的金属铀暴露在空气中时，表面被氧化层覆盖而失去光泽。粉末状铀于室温下，在空气中，甚至在水中就会自燃。美国用贫化铀制造的一种高效的燃烧穿甲弹—“贫铀弹”，能烧穿30厘米厚的装甲锕板，“贫铀弹”利用的就是铀极重而又易燃这两种性质。

铀元素在自然界的分布相当广泛，地壳中铀的平均含量约为百万分之2.5，即平均每吨地壳物质中约含2.5克铀，这比钨、汞、金、银等元素的含量还高。铀在各种岩石中的含量很不均匀。例如在花岗岩中的含量就要高些，平均每吨含3.5克铀。依此推算，一立方公里的花岗岩就会含有约一万吨铀。海水中铀的浓度相当低，每吨海水平均只含3.3毫克铀，但由于海水总量极大，且从水中提取有其方便之处，所以目前不少国家，特别是那些缺少铀矿资源的国家，正在探索海水提铀的方法。

由于铀的化学性质很活泼，所以自然界不存在游离的金属铀，它总是以化合状态存在着。已知的铀矿物有一百七十多种，但具有工业开采价值的铀矿只有二、三十种，其中最重要的有沥青铀矿(主要成分为八氧化三铀)、品质铀矿(二氧化铀)、铀石和铀黑等。很多的铀矿物都呈黄色、绿色或黄绿色。有些铀矿物在紫外线下能发出强烈的荧光，我们还记得，正是铀矿物(铀化合物)这种发荧光的特性，才导致了放射性现象的发现。

虽然铀元素的分布相当广，但铀矿床的分布却很有限。国外铀资源主要分布在美国、加拿大、南非、西南非、澳大利亚等国家和地区。据估计，国外已探明的工业储量到1972年已超过一百万吨。随着勘探活动的广泛和深入，铀储量今后肯定还会增加。我国铀矿资源也十分丰富。

铀矿是怎样寻找的呢？铀及其一系列衰变子体的放射性是存在铀的最好标志。人的肉眼虽然看不见放射性，但是借助于专门的仪器却可以方便地把它探测出来。因此，铀矿资源的普查和勘探几乎都利用了铀具有放射性这一特点：若发现某个地区岩石、土壤、水、甚至植物内放射性特别强，就说明那个地区可能有铀矿存在。

铀矿的开采与其它金属矿床的开采并无多大的区别。但由于铀矿石的品位一般很低(约千分之一)，而用作核燃料的最终产品的纯度又要求很高(金属铀的纯度要求在99．9％以上，杂质增多，会吸收中子而妨碍链式反应的进行)，所以铀的冶炼不象普通金属那样简单，而首先要采用“水冶工艺”，把矿石加工成含铀60～70％的化学浓缩物（重铀酸铵)，再作进一步的加工精制。

铀水冶得到的化学浓缩物(重铀酸氨)呈黄色，俗称黄饼子，但它仍含有大量的杂质，不能直接应用，需要作进一步的纯化。为此先用硝酸将重铀酸铵溶解，得到硝酸铀酰溶液。再用溶剂萃取法纯化(一般用磷酸三丁酯作萃取剂)，以达到所要求的纯度标准。

纯化后的硝酸铀酰溶液需经加热脱硝，转变成三氧化铀，再还原成二氧化铀。二氧化铀是一种棕黑色粉末，很纯的二氧化铀本身就可以用作反应堆的核燃料。

为制取金属铀，需要先将二氧化铀与无水氟化氢反应，得到四氟化铀；最后用金属钙(或镁)还原四氟化铀，即得到最终产品金属铀。如欲制取六氟化铀以进行铀同位素分离，则可用氟气与四氟化铀反应。

至此，能作核燃料使用的金属铀和二氧化铀都生产出来了，只要按要求制成一定尺寸和形状的燃料棒或燃料块(即燃料元件)，就可以投入反应堆使用了。但是对于铀处理工艺来说，这还只是一半。

我们知道，核燃料铀在反应堆中虽然要比化学燃料煤在锅炉中使用的时间长得多，但是用过一段时间以后，总还是要把用过的核燃料从反应堆中卸出来，再换上一批新的核燃料。从反应维中卸出来的核燃料一般叫辐照燃料或“废燃料”。烧剩下的煤渣一般都丢弃不要了，可这种不能再使用的废燃料却还大有用处呢！

废燃料之所以要从反应堆中卸出来，并不是因为里面的裂变物质(铀235)已全部耗尽，而是因为能大量吸收中子的裂变产物积累得太多，致使链式反应不能正常进行了。所以，废燃料虽“废”，但里面仍有相当可观的裂变物质没有用掉，这是不能丢弃的，必须加以回收。而且在反应堆中，铀238吸收中子，生成钚239。钚239是原子弹的重要装药，它就含在废燃料中，这就使得用过的废燃料甚至比没有用过的燃料还宝贵。除此而外，反应堆运行期间，还生成其它很多种有用的放射性同位素，它们也含在废燃料中，也需要加以回收。

从原理上讲，废燃料的处理与天然铀的生产并无多大差别。一般先把废燃料溶解，再用溶剂萃取法把铀、钚和裂变产物相互分开，然后进行适当的纯化和转化。但实际上，废燃料的处理是十分困难的。世界上很多国家都能生产天然铀，很多国家都有反应堆，但是能处理废燃料的国家却并不多。

废燃料的处理有三个特点：一是废燃料具有极强的放射性，它们的处理必须有严密的防护设施，并实行远距离操作；二是废燃料中钚含量很低而钚又极贵重，所以要求处理过程的分离系数和回收率都很高；三是钚能发生链式反应，因此必须采取严格的措施，防止临界事故的发生。目前，废燃料的处理大都采用自动化程度很高的磷酸三丁酯萃取流程。

我们看到，在铀处理的工艺链中，相对于反应堆而言，铀水冶工艺在反应堆之前进行，所以通常叫做前处理，废燃料处理在反应堆之后进行，所以通常叫做后处理。而从铀矿石加工开始的整个工艺过程，包括铀同位素分离以及核燃料在反应堆中使用在内，一般总称为核燃料循环。

从以上极为简单的介绍就可以看出，铀和钚确是得之不易的。原子能工业犹如一条长长的巨龙，要最重的天然元素铀做出轰轰烈烈的事业，得经过多少次加工和处理、分析和测量、计算和核对啊！原子能工业又犹如一座高高的金字塔，要制造一颗原子弹，就要使用一、二十公斤铀235或钚239；要生产一、二十公斤铀235或钚239，就要消耗十来吨天然铀；要生产十来吨天然铀就要加工近万吨铀矿石。我们赞赏核电站的雄姿，惊叹原子弹的威力，可千万不能忽视支撑这座金字塔塔尖的无数块砖石啊！

元素名称：铀
元素原子量：238.0
元素类型：金属
发现人：克拉普罗特（M.H.Klaproth）
发现年代：1789年
发现过程：1789年，由克拉普罗特（M.H.Klaproth）从沥青铀矿中分离出。1841年，佩利戈特（E.M.Peligot）指出，克拉普罗特分离出的"铀"，实际上二氧化铀。他用钾还原四氯化铀，成功地获得了金属铀。1896年有人发现了铀的放射性衰变。1939年，哈恩（O.Hahn）和斯特拉斯曼（F.Strassmann）发现了铀的核裂变现象。自此以后，铀便变得声价百倍。
元素描述：密度19.05±0.02克/厘米3。熔点1132℃，沸点3818℃。共有三种结晶变体：斜方晶体、四方晶体、体心立方体。铀是银白色活泼的金属，可延展、锻造，能和所有的非金属作用（惰性气体除外）。和许多金属作用，生成金属间化合物。空气中易氧化，生成一层发暗的氧化膜，能与酸作用，与苛性碱无作用，但加入过氧化物就生成水溶性的过铀酸盐。铀在自然界中常以三种同位素234U、235U、238U混合体存在于铀矿中。少量存在于独居石等稀土矿石中。238U的半衰期为45亿年。

元素来源：可用电解法、分解法、还原法等从铀矿中制得。
元素用途：纯金属铀主要用做原子堆"燃料"，少量用于电子管制造业中的除氧剂和惰性气体提纯（除氧、氢）。
元素辅助资料：200年前发现的一种普通的金属元素居然会成为今天核动力和核武器的原料。就是在20世纪40年代以前，这种普通的金属一直被看作是没有什么用处的东西，这就是铀。铀通常被人们认为是一种稀有金属，尽管铀在地壳中的含量很高，比汞、铋、银要多得多，但由于提取铀的难度较大，所以它注定了要比汞这些元素发现的晚得多。尽管铀在地壳中分布广泛，但是只有沥青铀矿和钾钒铀矿两种常见的矿床。人们认识铀正是从这两种矿石开始。

1976年8月德国化学家克拉普罗特发表分析研究沥青铀矿的报告。发现一种新金属，就用1781年新发现的一个行星——天王星命名它为uranium，元素符号定为U。

相对原子质量： 0 常见化合价： +2,+3,+4,+5,+6 电负性： 0
外围电子排布： 5f3 6d1 7s2 核外电子排布： 2,8,18,32,21,9,2
同位素及放射线： U-230[20.8d] U-231[4.2d] U-232[70y] U-233[159000y] U-234(放 α[247000y]) U-235(放 α[700040000y]) U-236[23400000y] U-237[6.75d] U-238(放 α[4479000000

电子亲合和能： 0 KJ·mol-1
第一电离能： 0 KJ·mol-1 第二电离能： 0 KJ·mol-1 第三电离能： 0 KJ·mol-1
单质密度： 18.95 g/cm3 单质熔点： 1132.0 ℃ 单质沸点： 3818.0 ℃
原子半径： 0 埃 离子半径： 0.81(+6) 埃 共价半径： 0 埃

名称由来：得名于天王星的名字“Uranus”。
元素描述：致密而有延展性的银白色放射性金属。
元素来源：许多种类的岩石都含有铀，但富矿只有沥青铀矿和钒钾铀矿等几种。
元素用途：千百年来铀一直被用作给玻璃染色的色素，然而现在铀是核反应堆和原子弹中使用的核燃料。
不过, 铀又是怎么应用于原子弹的呢?
使用常规炸药有规律的安放在铀的周围，然后使用电子雷管使这些炸药精确的同时爆炸，产生的巨大压力将铀压到一起，并被压缩，达到临界条件，发生爆炸。

或者将两块总质量超过临界质量的铀块合到一起，也会发生猛烈的爆炸。

临界质量是指维持核子连锁反应所需的裂变材料质量。不同的可裂变材料，受核子的性质(如裂变横切面)、物理性质、物料型状、纯度、是否被中子反射物料包围、是否有中子吸收物料等等因素影响，而会有不同的临界质量。

刚好可能以产生连锁反应的组合，称为已达临界点。比这样更多质量的组合，核反应的速率会以指数增长，称为超临界。如果组合能够在没有延迟放出中子之下进行连锁反应，这种临界被称为即发临界，是超临界的一种。即发临界组合会产生核爆炸。如果组合比临界点小，裂变会随时间减少，称之为次临界。
核子武器在引爆以前必须维持在次临界。以铀核弹为例，可以把铀分成数大块，每块质量维持在临界以下。引爆时把铀块迅速结合。投掷在广岛的“小男孩”原子弹是把一小块的铀透过枪管射向另一大块铀上，造成足够的质量。这种设计称为“枪式”。 钚核弹不能以这种方法引爆。第一枚钚原子弹“胖子”的钚是造成一个在次临界以下的中空球状。引爆时使用包围在四周的炸药把钚挤压，增加密度及减少空间，造成即发临界。这成设计称为“内爆式”。

D. 一公斤高铀威力有多大

1千克U235全部裂变释放的能量约8×1013焦耳，相当于美国投向日本的“小男孩”YZD的1.28倍。

E. 1克铀可以产生多少能量

n=m*NA/mA=1000*6.02*10^23/235=2.562*10^24 个

所以E=3*10^(-11)*2.562*10^24 J=7.66*10^13 J

倍数为：7.66*10^13 / 2.9*10^7 =2.6*10^6

含有易裂变核素或可聚变核素(见核素)，在反应堆中可以发生自持的核反应，并连续释放能量的材料。核燃料释放的能量称为核能。产生核能的核反应有两种形式： 重核分裂成两个中等质量核的核裂变过程和两个轻核聚合成一个较重核的核聚变过程。发生核裂变而提供能量的核素(如铀235、钸239和铀 233)称为裂变核燃料(见铀、钸)，因发生核聚变而提供能量的核素(如氘和氚)称为聚变核燃料。聚变核燃料又称热核燃料。
核燃料提供的能量远比化学燃料提供的能量大，1千克铀235完全裂变所释放的能量约为2×10 千卡，相当于2500吨煤完全燃烧所释放的能量。1 千克氘聚变所释放的能量比1千克铀 235约大3倍。核燃料蕴藏有如此巨大的能量，所以自20世纪40年代以来，越来越受到人们的重视

F. 两个各一克的铀以每秒10公里的速度对撞会怎样

能有什么事，被弹开呗，还能怎么样

G. 一公斤铀和一公斤钚，哪个用于制造核弹的威力最大

我觉得是不
原子弹装的核燃料主要为铀235或钚239，分别称为铀弹和钚弹。天然铀矿石中铀235仅占0.7％，为获取高纯度铀235，通常要采用物理方法把天然铀矿石中的铀238分离出去，不断提高铀235的浓度。当铀235的浓度达到90％以上，就可以满足核武器的要求。美国在广岛投掷的原子弹就是铀弹。我国的第一枚原子弹也是铀弹。

钚239是铀238经过中子照射蜕变形成的。通常钚239需要对反应堆核废料进行后处理才能提取。钚弹中钚239的浓度必须达到93％以上。用钚作核燃料可提高核武器的比威力（威力质量比）。由于钚239的获取相对容易，一些实力不强的国家通常先研制钚弹。

H. 一克铀，一克钚，分别相当于多少克TNT产生的能量

一克铀，一克钚，分别相当于TNT产生的能量一克tnt炸药爆炸释放出的能量为4200焦耳一克铀235完全裂变时产生的能量为82000000000J。

人见人怕的TNT，具有惊人的杀伤力，1kg TNT爆炸理论上可产生420万焦耳的能量，可以把一个100kg的物体移动4.2 km。

TNT作为一种严重负氧平衡的炸药，与温压炸药、SDF（Shock-Dispered-Fuel）混合型炸药相似，其爆轰产物具有负氧性，在膨胀的过程中会与周围空气中氧气发生剧烈的燃烧反应，释放出大量能量，形成爆炸后燃烧效应。

I. 一克铀可以发多少电

相当于3000吨煤的燃烧热量,1吨煤大概也就是19000度电,所以一克U235也大概就能产生5700万度电 大概1W户人家1年的平均用电量

J. 一公斤铀235全部裂变的威力

你说的是什么浓度的铀235 是贫铀 低浓缩铀 高浓缩铀 还是武器级浓缩铀啊？
1千克武器级铀全部裂变释放的能量约8×1013焦耳,比1千克梯恩梯炸药爆炸释放的能量4.19×106焦耳约大2000万倍。相当于18000吨梯恩梯同时爆炸！相当于美国投向日本的“小男孩”原子弹的1.28倍。