Veja como calcular a massa equivalente de urânio que produz a mesma energia que uma tonelada métrica de carvão:

1. Conteúdo energético do carvão:

* Uma tonelada métrica de carvão normalmente possui um teor de energia de cerca de 29,3 gigajoules (GJ).

2. Liberação de energia da fissão:

* A fissão de um átomo de urânio-235 libera aproximadamente 200 MeV (megaeltron volts) de energia.
* 1 MEV é igual a 1,602 x 10^-13 Joules (j).

3. Cálculo:

* Converter energia de carvão em joules: 29,3 gj =29,3 x 10^9 j
* Converta MEV em Joules: 200 mev =200 x 1,602 x 10^-13 j =3,204 x 10^-11 j
* Calcule o número de átomos de urânio necessários: (29,3 x 10^9 J) / (3,204 x 10^-11 J / átomo) =9,14 x 10^20 átomos
* Calcule a massa de urânio:
* A massa atômica de urânio-235 é 235 g/mol.
* O número de Avogadro (6,022 x 10^23 átomos/mol) é o número de átomos em uma toupeira.
* Massa =(9,14 x 10^20 átomos)/(6,022 x 10^23 átomos/mol) * 235 g/mol ≈ 0,35 gramas

Portanto, aproximadamente 0,35 gramas de urânio-235 liberariam a mesma quantidade de energia que uma tonelada de carvão.

Notas importantes:

* Este cálculo assume uma fissão 100% eficiente de urânio-235. Na realidade, os reatores de fissão não são 100% eficientes.
* O teor de energia do carvão pode variar dependendo de seu tipo e qualidade.
* A fissão nuclear é um processo complexo, e a energia liberada pode variar um pouco, dependendo dos isótopos específicos envolvidos.

Este cálculo demonstra a enorme densidade de energia dos combustíveis nucleares em comparação com os combustíveis fósseis. Uma pequena quantidade de urânio pode produzir a mesma energia que uma quantidade muito maior de carvão.