È vero che un grammo di uranio equivale a 20 miliardi di calorie?

Per essere chiari, ci sono due unità di energia che sono facilmente confuse, una caloria e una caloria, chiamata anche kilocaloria. Una chilocaloria è 1.000 calorie. Una caloria dietetica è una chilocaloria.

L'uranio naturale è composto principalmente da due isotopi: 99,3% di uranio-238 e 0,7% di uranio-235.

L'uranio-238 subisce il decadimento alfa con un'energia di 4,267 MeV. Quindi, se lasciamo che un grammo di uranio-238 subisca il decadimento alfa, produrrà 1,73 gigajoule o 413 milioni di calorie (413.000 kilocalorie). Questo è molto meno di 20 miliardi di calorie. Il decadimento alfa dell'uranio-235 ha un'energia di 4,679 MeV, quindi non si avvicinerà molto ai 20 miliardi. Inoltre, entrambi gli isotopi hanno emivite molto lunghe, quindi il rilascio di energia è molto lento.

Ma c'è un altro modo possibile per rilasciare energia: la fissione nucleare. Sia l'uranio-238 che l'uranio-235 possono subire la fissione, ma, tra i due, solo l'uranio-235 è fissile, cioè può sostenere una reazione a catena di fissione. La fissione dell'uranio-235 rilascia 202,5 MeV. La fissione di un grammo di uranio-235 rilascia 83,1 gigajoule o 20 miliardi di calorie (20 milioni di chilocalorie).

Ma per ottenere una reazione a catena di fissione è necessaria almeno una massa critica di uranio-235, che è un po' più di un grammo.

Quindi, è fuorviante dire che un grammo di uranio è 20 miliardi di calorie per alcuni motivi. In primo luogo, la cifra è in calorie piuttosto che in calorie, più comunemente usate. Secondo, presuppone la fissione completa di un grammo di uranio-235. Un normale pezzo di uranio non va bene. È anche un cattivo paragone per le calorie alimentari, poiché il nostro corpo non ha modo di usare l'energia nucleare nel nostro metabolismo.