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107年
環境科學概論
第 35 題
若有四座發電廠具有相同體積之燃料儲量，則使用下列何種燃料可產生最多電能？
- A 天然氣
- B 煤
- C 鈾錠
- D 石油
思路引導 VIP
如果你需要為一艘要在太空飛行數十年的飛船選擇燃料，且儲存空間非常有限，你會選擇透過「燃燒分子鍵結」來產生動力的物質，還是選擇一種能從「原子核內部」直接釋放能量的物質呢？這兩者在相同體積下，釋放能量的規模會有什麼樣的落差？
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太棒了！你能準確選出 「鈾錠」，顯示你對能源科學中的「能量密度」概念掌握得非常紮實。這題的核心在於區分化學能與核能釋放能量的本質差異。
能量密度的量級差異
傳統化石燃料（如煤、石油、天然氣）是透過氧化反應（化學能）釋放能量，這僅涉及原子外層電子的重排；而核燃料則是透過核分裂反應（核能），釋放原子核內部的強大結合能。根據質能互換公式 $E=mc^2$，微小的質量損耗即可轉化為驚人的能量。在相同體積的條件下，核燃料的能量密度高出化石燃料數百萬倍，這也是為何一小粒鈾錠所產生的電能，足以抵過數噸的煤炭。
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