考虑到超铀元素的衰变产物，世界上的铀储量是在增加还是在减少?

Question

我和我的一个朋友聊天，她和我一样是环保主义者，但不太喜欢核能。她告诉我，从长远来看，核能不是一个好的选择，因为铀会衰变。当然，这是一个荒谬的论点，因为U-238的半衰期是以数十亿年为单位计算的，但尽管如此，我无法告诉她，世界储量是否在地质时间尺度上正在减少。看着U-238的许多衰变元素，我相信可能有少数同位素会衰变到它里面。我某些我找的这些元素都有名字，就是找不到。

后续问题:考虑到我们目前已知的超铀元素储量，再考虑到它们的衰变产物，在U-238的10个半衰期中，最大的铀储量在哪里?我几乎看不懂核素图，甚至不知道从哪里开始寻找这些元素的地图。

Answer 1

让我们从简单的问题开始:

考虑到我们目前已知的超铀元素储量，再考虑到它们的衰变产物，在U-238的10个半衰期中，最大的铀储量在哪里?我几乎看不懂核素图，甚至不知道从哪里开始寻找这些元素的地图。

U-238的10个半衰期将在450亿年左右结束。在太阳开始扩张到地球轨道之外之前，我们只有大约50亿年的时间。因此，你问题的答案是“太阳内部”。

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现在，你问题的主要部分:

当然，这是一个荒谬的论点，因为U-238的半衰期是以数十亿年为单位计算的

你完全正确。我们甚至可以计算出来。让我们问Wolfram Alpha1000年后会衰变多少铀。这就是答案:

剩余粒子数分数| 99.9999845% = 0.999999845

因此，从所有实际的目的来看，一千年后(!!)，地球上铀的含量没有变化(除了用于发电的铀)。

我无法告诉她，在地质时间尺度上，世界储量是否正在减少

首先，请注意“储备”这个词有一个非常具体的意思．你可能只是问地球上有多少铀。是的，它在萎缩。铀的半衰期大约是45亿年，恰好是地球的年龄。所以地球目前的铀含量只有它刚形成时的一半。

我相信可能有一些同位素会衰变

是的，Pu-242会衰变为U-238，半衰期为375000年。由于地球形成后的100多个半衰期，地球上已经没有Pu-242了。从统计学上讲，从那以后可能会有一些原子留下来，但不要把赌注押在它们的衰变上，因为它们会增加U-238的数量。

Answer 2

地球上的铀含量一直在减少(除非有撞击事件造成大规模的铀泄露——那时我们最不担心的就是放射性了)。是的，铀出现在一些衰变链中——但这些衰变链中唯一自然出现的顶端是铀。

是的，你可以在衰变链的顶部找到其他东西，但这些东西要么是合成的，要么最初来自铀。

如果你想看看地质时间尺度，你会发现核能降低了放射性。它产生的所有放射性都是相当短暂的，开采和使用铀最终将表现为氡暴露的减少，因为所有的氡都是由铀衰变产生的。

Answer 3

这个问题本身就有缺陷。

它开始谈论核能，然后关注U-238。今天绝大多数的核电站依赖于U-235，这是罕见的。使用不同技术的工厂一直受到技术和政治问题的阻碍。这就是政治压力，很有可能，我们将在很长一段时间内继续使用目前的压水堆技术。江南登录网址app下载

由于U-235在其他类型的核电站中也需要作为触发器，最终转向重水反应堆或增殖反应堆的可能性可能会在为时已晚的时候才开始。使用粒子加速器产生中子束并轰击铀仍然有可能产生核能，但成本很高，拟议的设计从未超出图纸。

所以，长期的问题是，在衰退产生任何影响之前，有限资源就已经枯竭了。