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核裂变的本质原理??

发布时间:2019-10-01 12:54 来源:未知 编辑:admin

  原子核的裂变可以用液滴模型来说明。当原子核处于基态时可以看作球型,此时原子核能量最低,最稳定。

  当核子吸收一个能量较高的中子后,处于激发态,会发生形变变成扁形,导致表面积增大,表面核子间的距离增大。原子核内同时存在着核子间的核力(引力)和质子间的库仑力(斥力),由于核力的短程性,核力会迅速减小 ,而库仑力相对减小少,这样就失去了平衡,就会导致核发生裂变。如下图所示。

  每个重原子核裂变后会放出几个中子,然后这几个中子又会去轰击其他的重原子核而使其裂变,这种情形连续进行下去,形成所谓的链式反应。

  展开全部核裂变(Nuclear fission)又称核分裂,是一个原子核分裂成几个原子核的变化。是指由重的原子,主要是指铀或钚,分裂成较轻的原子的一种核反应形式。 只有一些质量非常大的原子核像铀(yóu)、钍(tǔ)等才能发生核裂变。这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核,同时放出二个到三个中子和很大的能量,又能使别的原子核接着发生核裂变……,使过程持续进行下去,这种过程称作链式反应。原子核在发生核裂变时,释放出巨大的能量称为原子核能,俗称原子能。1千克铀-235的全部核的裂变将产生20,000兆瓦小时的能量(足以让20兆瓦的发电站运转1,000小时),与燃烧300万吨煤释放的能量一样多。另见裂变和聚变。 核裂变是在1938年发现的,由于当时第二次世界大战的需要,核裂变被首先用于制造威力巨大的原子武器——。的巨大威力就是来自核裂变产生的巨大能量。目前,人们除了将核裂变用于制造外,更努力研究利用核裂变产生的巨大能量为人类造福,让核裂变始终在人们的控制下进行,核电站就是这样的装置。 裂变释放能量是因为原子核中质量-能量的储存方式以铁及相关元素(见核合成)的核的形态最为有效。从最重的元素一直到铁,能量储存效率基本上是连续变化的,所以,重核能够分裂为较轻核(到铁为止)的任何过程在能量关系上都是有利的。如果较重元素的核能够分裂并形成较轻的核,就会有能量释放出来。然而,很多这类重元素的核一旦在恒星内部形成,即使在形成时要求输入能量(取自超新星爆发),它们却是很稳定的。不稳定的重核,比如铀-235的核,可以自发裂变。快速运动的中子撞击不稳定核时,也能触发裂变。由于裂变本身释放分裂的核内中子,所以如果将足够数量的放射性物质(如铀-235)堆在一起,那么一个核的自发裂变将触发近旁两个或更多核的裂变,其中每一个至少又触发另外两个核的裂变,依此类推而发生所谓的链式反应。这就是称之为(实际上是核弹)和用于发电的核反应堆(通过受控的缓慢方式)的能量释放过程。对于核弹,链式反应是失控的爆炸,因为每个核的裂变引起另外好几个核的裂变。对于核反应堆,反应进行的速率用插入铀(或其他放射性物质)堆的可吸收部分中子的物质来控制,使得平均起来每个核的裂变正好引发另外一个核的裂变。 核裂变所释放的高能量中子移动速度极高(快中子),因此必须透过减速,以增加其撞击原子的机会,同时引发更多核裂变。一般商用核反应堆多使用慢化剂将高能量中子速度减慢,变成低能量的中子(热中子) 。商营核反应堆普遍采用普通水、石墨和较昂贵的重水作为慢化剂。

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