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核聚变和核裂变有什么区别?

发布时间:2019-08-07 21:05 来源:未知 编辑:admin

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  展开全部我们知道,原子是构成物质的微粒之一。它由原子核和核外电子构成,其中原子核又由质子和中子构成。根据原子核变化情况的不同,可分为三种类型:核裂变、核聚变和核衰变。

  衰变:指原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化过程。放出α粒子的衰变叫做α衰变;放出β粒子的衰变叫做β衰变。如:

  由爱因斯坦质能方程△E=△mc2可知,物体具有的能量跟它的质量之间存在着简单的正比关系,物体的质量和能量在一定条件下是可以相互转化的。如果原子核反应后的总质量小于反应前的总质量,则减小的质量将变为能量释放出来。在核的裂变、聚变和衰变中,由于有质量的损失,所以都有一定能量放出。但是,在单位时间、单位质量的核裂变、聚变和衰变中放出能量多少是不一样的。一般说来,衰变放出的最少,裂变放出的较多,而聚变放出的最多。如:单位质量的氘核聚变是单位质量235U裂变所放出能量的4倍左右。

  在目前人类发现的两千多种原子核中,绝大多数的原子核是不稳定的,它们在自发的、缓慢的变成新核的过程中放出能量。地球内部巨大的热能就是地球在漫长的演化过程中,由岩石中所含的铀、钍、镭等放射性元素衰变中释放的能量积累而来。地热是一种取之不尽、洁净的能源。现在,世界上许多国家已利用地热采暖、育种、发电等。

  目前,核能是世界能源中具有重要发展前途的能源之一。现在的核能主要是利用原子核的裂变能,重要的裂变材料有235U、239Pu、233U等。核能能量密集,核电站地区适应性强,运转费用低,收益大。因此,世界各国尤其发达国家竞相发展核电站。

  核聚变反应在宇宙中是很普遍的现象。在太阳和许多恒星内部,温度高达100万度以上,在那里进行着激烈的核反应。太阳每秒中放出的能量约为3.8* 1026焦耳,到达地球的仅约20亿分之一,但对我们人类的意义却非常大。一是没有太阳就没有生命,没有人类;二是我们利用的能源绝大多数来源于太阳。如:石油、煤、天然气、水能、风能、生物能、沼气等。

  人工核聚变已开始用在军事上,如氢弹,它的炸药为氘化锂,可以做得很大,它的TNT当量可达千万吨级。

  现在,人类已力图使用人工核聚变作能源。首先,聚变反应放出的能量比裂变放出的能量大得多;其次,核聚变不产生放射性废物;最后,核裂变原料铀、钍等在地球上的储量据估计只能用几百年;而核聚变原料氘在地球上是取之不尽的,它广泛地存在于海水中。每克氘聚变可以放出105千瓦小时的能量,而地球表面海水存量是1018吨的数量级。所以海水中蕴藏的氘所能供给的聚变能是1025千瓦小时的数量级。按目前世界能源消耗率估计可以用几百亿年。可见,人类一旦解决利用核聚变能的技术难题,世界上的能源问题也就解决了。

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