核聚变和核裂变的区别 , 那么这两种能量到底有什么区别呢?我们知道 , 氢弹爆炸的威力是非常大的 , 一枚氢弹就相当于一颗 *** 的威力 , 所以氢弹的威力是非常巨大的 。而 *** 的威力虽然没有氢弹那么大 , 但是 *** 的破坏力也是不容小觑的 。所以 , 如果两种武器同时使用的话 , 那么结果肯定是不一样样的 。如果是核武器的话 , 那么就会造成大量的放射性物质 , 这些放射性物质会污染环境 , 破坏生态平衡 。
20世纪30年代 , 物理学家的一个重大发现改变了人类历史 。原子核在“分裂或聚合”时 , 会释放出惊人的能量 。
核裂变的发现
1938年底 , 德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼在用中子轰击轴核的实验中发现 , 生成物中有原子序数为56的元素钡 。奥地利物理学家迈特纳和弗里施对此给出了解释:铀核在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎块(图) 。
弗里施借用细胞分裂的生物学名词 , 把这类核反应定名为核裂变(nuclear fission) 。
铀核裂变的产物是多样的 , 一种典型的铀核裂变是生成钡和氪(铀236为中间过程 , 不稳定) , 同时放出3个中子 , 核反应方程是
23???U+?1n→1????Ba+????Kr+31?n
核裂变中放出中子 , 数目有多有少 , 中子的速度也有快有慢 。以铀235为例 , 核裂变时产生两或三个中子 。如果这些中子继续与其他铀235发生反应 , 再引起新的核裂变 , 就能使核裂变反应不断地进行下去(图) 。
这种由重核裂变产生的中子使核裂变反应一代接一代继续下去的过程 , 叫作核裂变的链式反应(chain reaction) 。
铀块的大小是链式反应能否进行的重要因素 。原子核的体积非常小 , 原子内部的空隙很大 , 如果铀块不够大 , 中子在铀块中通过时 , 很有可能碰不到铀核而跑到轴块外面去 , 链式反应不能继续 。只有当铀块足够大时 , 核裂变产生的中子才有足够大的概率打中某个铀核 , 使链式反应进行下去 。通常把核裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作它的临界体积 , 相应的质量叫作临界质量 。
我国科学家钱三强、何泽慧夫妇于1947年在实验中发现铀核也可能分裂为三部分或四部分 , 其概率大约是分裂为两部分的概率的1/300和1/5000 。这一研究成果得到了广泛的认可和赞誉 。铀核裂变时如果生成物不同 , 释放的能量也有差异 。如果一个铀235核裂变时释放的能量按200MeV估算 , 1kg铀235全部裂变时放出的能量就相当于2800t标准煤完全燃烧时释放的化学能!
?1t标准煤燃烧时放出2.93×1001?J的热量 。
反应堆与核电站
原子核的链式反应也可以在人工控制下进行 。这样 , 释放的核能就可以为人类的和平建设服务 。其实 , 在第一个 *** 制成以前 , 科学家们已经实现了核能的可控释放 。1942年 , 美籍意大利物理学家费米就主持建立了世界上第一个称为“核反应堆”的装置 , 首次通过可控制的链式反应实现了核能的释放 。
图是当前普遍使用的“热中子(慢中子)”核反应堆的示意图 。
实际上 , 中子的速度不能太快 , 否则会与轴235“擦肩而过” , 铀核不能“捉”住它 , 不能发生核裂变 。实验证明 , 速度与热运动速度相当的中子最适于引发核裂变 。这样的中子就是“热中子” , 或称慢中子 。但是 , 核裂变产生的是速度很大的快中子 , 因此 , 还要设法使快中子减速 。为此 , 在铀棒周围要放“慢化剂” , 快中子跟慢化剂中的原子核碰撞后 , 中子能量减少 , 变为慢中子 。常用的慢化剂有石墨、重水和普通水(也叫轻水) 。
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