1. Contenido de energía del carbón:
* Una tonelada métrica de carbón generalmente tiene un contenido de energía de alrededor de 29.3 Gigajulios (GJ).
2. Liberación de energía de la fisión:
* La fisión de un átomo de uranio-235 libera aproximadamente 200 MeV (voltios de megaelectrones) de energía.
* 1 MeV es igual a 1.602 x 10^-13 Joules (J).
3. Cálculo:
* Convierta la energía de carbón en julios: 29.3 GJ =29.3 x 10^9 J
* Convierta MEV a Joules: 200 MeV =200 x 1.602 x 10^-13 J =3.204 x 10^-11 J
* Calcule el número de átomos de uranio necesarios: (29.3 x 10^9 J) / (3.204 x 10^-11 J / Atom) =9.14 x 10^20 átomos
* Calcule la masa de uranio:
* La masa atómica de uranio-235 es de 235 g/mol.
* El número de avogadro (6.022 x 10^23 átomos/mol) es el número de átomos en un lunar.
* Masa =(9.14 x 10^20 átomos)/(6.022 x 10^23 átomos/mol) * 235 g/mol ≈ 0.35 gramos
Por lo tanto, aproximadamente 0.35 gramos de uranio-235 liberarían la misma cantidad de energía que una tonelada métrica de carbón.
Notas importantes:
* Este cálculo supone una fisión 100% eficiente de uranio-235. En realidad, los reactores de fisión no son 100% eficientes.
* El contenido de energía del carbón puede variar según su tipo y calidad.
* La fisión nuclear es un proceso complejo, y la energía liberada puede variar ligeramente dependiendo de los isótopos específicos involucrados.
Este cálculo demuestra la enorme densidad de energía de los combustibles nucleares en comparación con los combustibles fósiles. Una pequeña cantidad de uranio puede producir la misma energía que una cantidad mucho mayor de carbón.
