物理核聚变和核裂变的例子
核裂变与核聚变的例子
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核裂变与核聚变的例子核裂变和核聚变是两种不同的核反应过程。
核裂变是指重核(如铀、钚等)在受到中子轰击后,原子核发生裂变的过程;核聚变是指轻核(如氢、氦等)在高温高压条件下,原子核发生聚变的过程。
下面将分别列举10个核裂变和核聚变的例子。
核裂变的例子:1.铀-235的核裂变:铀-235是最常见的核裂变燃料,它在受到中子轰击后会发生裂变,产生两个中子和两个裂变产物,同时释放大量能量。
2.钚-239的核裂变:钚-239也是一种常用的核裂变燃料,它在受到中子轰击后发生裂变,产生两个中子和两个裂变产物,同时释放大量能量。
3.镅-252的核裂变:镅-252是一种放射性同位素,它在受到中子轰击后发生裂变,产生中子和裂变产物,同时释放能量。
4.锕-235的核裂变:锕-235是一种放射性同位素,它在受到中子轰击后发生裂变,产生中子和裂变产物,同时释放大量能量。
5.铀-233的核裂变:铀-233是一种核裂变燃料,它在受到中子轰击后发生裂变,产生中子和裂变产物,同时释放能量。
6.镆-256的核裂变:镆-256是一种放射性同位素,它在受到中子轰击后发生裂变,产生中子和裂变产物,同时释放能量。
7.镅-238的核裂变:镅-238是一种放射性同位素,它在受到中子轰击后可以发生裂变,产生中子和裂变产物,同时释放能量。
8.锕-239的核裂变:锕-239是一种放射性同位素,它在受到中子轰击后发生裂变,产生中子和裂变产物,同时释放能量。
9.镅-237的核裂变:镅-237是一种放射性同位素,它在受到中子轰击后发生裂变,产生中子和裂变产物,同时释放能量。
10.铀-238的核裂变:铀-238是一种放射性同位素,它在受到中子轰击后可以发生裂变,产生中子和裂变产物,同时释放能量。
核聚变的例子:1.氢-1与氘-2的核聚变:氢-1与氘-2在高温高压条件下发生核聚变,产生氦-3和释放大量能量。
2.氚-3与氘-2的核聚变:氚-3与氘-2在高温高压条件下发生核聚变,产生氦-4和释放大量能量。
物理学中的核裂变与核聚变
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物理学中的核裂变与核聚变核裂变(nuclear fission)和核聚变(nuclear fusion)是物理学中两个重要的核反应过程。
它们都涉及到原子核的变化和释放能量,对于我们理解宇宙中的能量来源以及利用核能具有重要意义。
本文将对核裂变和核聚变进行详细讨论。
一、核裂变核裂变指的是重核(通常是铀、钚等)被中子轰击后分裂成两个或更多的较小的原子核的过程。
在核裂变反应中,发生的最典型的反应是铀核裂变成巫核和次巫核,同时释放出大量的能量。
这是因为原子核的结合能使得核子处于一个相对稳定的状态,而核裂变通过撞击来打破核子之间的结合力,使核子被分散。
核裂变是一种自供能的反应,即反应本身所释放的能量足以维持接下来的反应。
这也是核能发电的基础原理。
例如,核反应堆中的铀棒被中子轰击并发生裂变,释放出大量的热能,然后通过冷却剂来吸收热能,产生蒸汽驱动涡轮发电机,最终转化为电能。
核裂变不仅仅是能源的来源,它也广泛应用于核武器的制造。
通过控制核裂变反应过程中中子的释放和吸收,可以实现核武器的引爆或停止。
二、核聚变核聚变是指两个轻核(通常是氘、氚等)融合成较重的原子核的过程。
在核聚变反应中,释放出的能量来自较轻的核结合成较重的核时所释放出的差额能量。
核聚变是宇宙中恒星的能源来源。
在恒星的内部,高温和高压下,氢原子核发生核聚变反应,产生氦核和释放出大量的能量。
这个过程也是太阳光的能量来源。
在地球上,科学家努力实现人工核聚变,并希望将其应用于清洁而可持续的能源生产。
然而,由于实现核聚变所需的高温和高压条件非常困难,目前仍在研究和发展阶段。
三、核裂变与核聚变的差异核裂变和核聚变有几个显著的不同之处:1. 原料不同:核裂变的原料一般为重核(如铀),而核聚变的原料为轻核(如氘和氚)。
2. 能量释放:核裂变释放出的能量通常比核聚变大得多。
核裂变反应中每个裂变产物释放的能量非常高,而核聚变反应中每个聚变产物释放的能量相对较低。
3. 反应条件:核裂变需要较低的温度和压力条件,而核聚变需要更高的温度和压力才能发生。
核裂变与核聚变的例子
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核裂变与核聚变的例子核裂变和核聚变是两种不同的核反应过程。
核裂变是指重核(如铀、钚等)被中子轰击后,发生裂变,分裂成两个中等质量的核,并释放大量能量的过程。
核聚变是指轻核(如氢、氦等)在高温高压条件下,发生聚变,合并成较重的核,并释放大量能量的过程。
下面将分别列举10个核裂变和核聚变的例子。
一、核裂变的例子:1.铀-235的裂变:铀-235是最常用的核裂变燃料。
当铀-235被中子轰击后,裂变成两个中等质量的核,同时释放出大量的能量和中子。
这是一种自持链式反应,可以用于核电站的核能发电。
2.钚-239的裂变:钚-239也是常用的核裂变燃料。
与铀-235类似,钚-239被中子轰击后也会发生裂变,释放能量和中子。
钚-239在核武器中广泛应用。
3.镭-226的裂变:镭-226是一种放射性元素,其裂变释放的能量被用于放射疗法中,用于治疗癌症。
4.锕-227的裂变:锕-227是一种人工合成的放射性元素,也可以发生裂变,并释放能量。
5.钚-241的裂变:钚-241是一种人工合成的放射性元素,也可以发生裂变,并释放能量。
钚-241用于核武器和核动力发电。
6.镅-252的裂变:镅-252是一种放射性元素,其裂变释放的能量被用于放射疗法中,用于治疗癌症。
7.锕-228的裂变:锕-228是一种人工合成的放射性元素,也可以发生裂变,并释放能量。
8.锕-229的裂变:锕-229是一种人工合成的放射性元素,也可以发生裂变,并释放能量。
9.镆-266的裂变:镆-266是一种放射性元素,其裂变释放的能量被用于放射疗法中,用于治疗癌症。
10.镆-267的裂变:镆-267是一种放射性元素,其裂变释放的能量被用于放射疗法中,用于治疗癌症。
二、核聚变的例子:1.氢-1和氘-2的聚变:氢-1和氘-2是最简单的核聚变反应,当氢-1和氘-2在高温高压条件下发生聚变时,会合并成氦-3,并释放出大量的能量。
这种反应被用于太阳和恒星的能量产生。
2.氘-2和氚-3的聚变:氘-2和氚-3在高温高压条件下发生聚变时,会合并成氦-4,并释放出大量的能量。
核裂变与核聚变的例子
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核裂变与核聚变的例子一、核裂变的例子:1. 二战时期的原子弹爆炸:二战期间,美国在广岛和长崎投掷了两枚原子弹,这是核裂变反应的典型例子。
在这个过程中,铀或钚等重核裂变成两个或更多的轻核,释放出大量的能量。
2. 核反应堆中的裂变:核反应堆是利用核裂变制造能源的装置。
核燃料(如铀或钚)被控制地裂变,产生热能,用于发电或其他目的。
3. 放射性同位素的衰变:某些放射性同位素的衰变过程中也涉及核裂变。
例如,铀-235衰变为镭-141和钚-92,释放出大量的能量。
4. 核炸弹的爆炸:核炸弹是利用核裂变来释放巨大能量的武器。
通过将裂变材料(如铀-235或钚-239)超临界聚集,触发裂变反应并产生爆炸。
5. 某些医学用途:核裂变也被用于一些医学领域,例如放射性核素治疗癌症。
放射性同位素通过核裂变释放的能量可用于杀死癌细胞。
二、核聚变的例子:1. 太阳核聚变:太阳是一个巨大的核聚变反应堆,核聚变是太阳内部产生能量的主要机制。
太阳核心的高温和高压条件下,氢核融合成氦核,释放出巨大的能量。
2. 氢弹爆炸:氢弹是一种利用核聚变释放能量的炸弹。
核聚变反应在氢弹爆炸中被触发,将氢同位素(如氘和氚)聚变成氦,释放出大量的能量。
3. 磁约束聚变:磁约束聚变是一种实现核聚变的方法,利用磁场约束等离子体中的聚变反应。
例如,国际热核聚变实验堆(ITER)采用磁约束聚变技术。
4. 惯性约束聚变:惯性约束聚变是另一种实现核聚变的方法,利用激光或粒子束等能量将聚变材料压缩到高密度和高温,从而实现核聚变反应。
5. 星际飞船推进系统:核聚变被认为是未来太空旅行的一种潜在推进系统。
通过将氢同位素聚变成氦来产生推进力,实现高速航行。
6. 人工实验室中的核聚变:科学家们在实验室中进行核聚变实验,以研究和探索可控核聚变的可能性。
例如,国际热核聚变实验堆(ITER)是一个正在建设的大型实验设施,旨在实现可控核聚变反应。
7. 恒星演化中的核聚变:恒星是通过核聚变反应维持热核平衡的,随着恒星内部氢的耗尽,核聚变反应会转变为氦聚变反应,从而导致恒星的演化。
核裂变与核聚变的原理与应用
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核裂变与核聚变的原理与应用在当今科技高速发展的时代,核能作为一种清洁、高效的能源形式备受瞩目。
而核裂变和核聚变则是核能的两种主要形式。
本文将探讨核裂变和核聚变的原理与应用。
一、核裂变的原理与应用核裂变是指重核(如铀、钚等)被中子轰击后,原子核发生裂变,产生两个或多个较轻的核片段的过程。
核裂变的原理是通过中子的撞击,使得原子核不稳定,进而发生裂变。
这一过程伴随着大量的能量释放,被称为核能。
核裂变技术在核能利用中发挥着重要作用。
一方面,核裂变反应可以用于核电站的能源生产。
在核电站中,铀或钚等重核材料被中子轰击后,裂变产生的能量被用于产生蒸汽,驱动涡轮发电机发电。
另一方面,核裂变技术还可以用于核武器的制造。
通过控制核裂变反应的速率和程度,可以实现核武器的爆炸。
二、核聚变的原理与应用核聚变是指轻核(如氘、氚等)在高温高压条件下融合成更重的核的过程。
核聚变的原理是通过高温高压使得轻核之间的静电排斥力克服,进而发生核融合。
核聚变反应释放的能量比核裂变更大,是一种更为理想的能源形式。
核聚变技术在能源领域的应用前景广阔。
首先,核聚变反应可以实现氢能的利用。
氢是一种清洁的能源形式,而核聚变反应可以将氢融合成氦,释放出巨大的能量。
其次,核聚变技术还可以用于太阳能的模拟。
太阳是一个巨大的核聚变反应堆,通过模拟太阳的核聚变过程,可以实现可控核聚变反应,从而产生大量的能量。
三、核裂变与核聚变的比较核裂变和核聚变是两种不同的核反应过程,它们有着不同的特点和应用。
首先,核裂变反应释放的能量相对核聚变更小,但核裂变技术的成熟度更高,应用更为广泛。
核聚变反应释放的能量更大,但目前实现可控核聚变仍然面临技术难题。
其次,核裂变反应产生的废物放射性较高,对环境和人类健康造成较大风险。
而核聚变反应产生的废物放射性较低,对环境影响较小。
综上所述,核裂变和核聚变是核能的两种主要形式。
核裂变技术在核电站和核武器制造中有着重要应用,而核聚变技术则具有更为广阔的能源利用前景。
原子物理重核裂变轻核聚变简介
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原子物理重核裂变轻核聚变简介
释放核能的途径——裂变和聚变
⑴裂变反应:
①裂变:重核在一定条件下转变成两个中等质量的核的反应,叫做原子核的裂变反应。
例如:n Kr Ba n U 1089361445610235
923++→+
②链式反应:在裂变反应用产生的中子,再被其他铀核浮获使反应继续下去。
链式反应的条件: 临界体积,极高的温度.
③U 235
92裂变时平均每个核子放能约200Mev 能量
1kg U 235
92全部裂变放出的能量相当于2800吨煤完全燃烧放出能量! ⑵聚变反应:
①聚变反应:轻的原子核聚合成较重的原子核的反应,称为聚变反应。
例如: MeV 6.1710423121
++→+n He H H ②一个氘核与一个氚核结合成一个氦核时(同时放出一个中子),释放出17.6MeV 的能量,平均每个核子放出的能量3MeV 以上。
比列变反应中平均每个核子放出的能量大3~4倍。
③聚变反应的条件;几百万摄氏度的高温。
谈谈核裂变能与核聚变能
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谈谈核裂变能与核聚变能胡经国据最近报道,位于英国牛津郡卡勒姆的、联合欧洲环形核聚变试验装置的科学家们,首次成功地进行了受控核聚变反应试验,从而使他们在探索核聚变能的竞争中,超过了美国和日本而居于世界领先地位。
这次实验是在一个环形受控核聚变反应堆里进行的,持续时间只有2分钟,温度达到了3亿摄氏度,比太阳内部温度还要高20倍。
该环形装置重达3500吨,是目前世界上最大的受控核聚变实验装置。
那末,什么叫做受控核聚变与核聚变能呢?它们对未来世界能源研究与开发利用有何重要意义呢?为了回答这些问题,需要从核能(原子能)谈起。
大家知道,原子核是由质子和中子组成的。
质子和中子统称为核子。
核子结合成原子核时释放的能量,或者原子核分解为核子时吸收的能量,称为原子核结合能。
原子核结合能与组成该原子核的核子数之比,称为原子核核子的平均结合能。
这就是一般所说的核能(原子能)。
质量数较小的轻核(如氘、氚)和质量数较大的重核(如铀),其核子平均结合能均较小;质量数中等的原子核,其核子平均结合能较大,而且质量数为50%~60%的原子核,其核子平均结合能最大。
这一规律称为原子核核子平均结合能随原子核质量数而变化的规律。
核能存在于原子核内部,只有使它释放出来才能被人类所利用。
怎样才能使核能释放出来呢?原子核核子平均结合能随原子核质量数而变化的规律,是核能能够被释放出来的理论依据。
由于质量数中等的原子核核子平均结合能较大,因而无论是将重核分裂成质量数中等的原子核,还是将轻核聚合成质量数中等的原子核,都能够使核能释放出来。
所以,核能释放有以下两种途径:重核的裂变和轻核的聚变第一种途径是重核的裂变。
将重核分裂成质量数中等的原子核,称为重核的裂变,又叫做核裂变。
核裂变是1938年由德国科学家哈恩和斯特拉斯曼发现的。
他们用中子轰击铀原子核,导致了铀原子核的裂变。
可见,快速中子的轰击是实现核裂变的条件。
在重核裂变时,放出新的中子,新中子又引起其它重核裂变。
核裂变与核聚变
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核裂变的发现1.重核的裂变:使重核分裂成中等质量的原子核的核反应叫重核的裂变。
2.核反应类型:重核的裂变只发生在人为控制的核反应中,自然界不会自发的产生。
3.一种典型的铀核裂变:4.对重核裂变的理解(1)核子受激发:当中子进入铀235 后,便形成了处于激发状态的复核,复核中由于核子的激烈运动,使核变成不规则的形式。
(2)核子分裂:核子间的距离增大,因而核力迅速减弱,使得原子核由于质子间的斥力作用而分裂成几块,同时放出2~3 个中子,这些中子又引起其他铀核裂变,这样,裂变就会不断进行下去,释放出越来越多的核能。
(3)核能的释放:由于重核的核子的平均质量大于中等质量原子核的核子的平均质量,因此,铀核裂变为中等质量的原子核时,会发生质量亏损,释放核能。
5.链式反应(1)定义:重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程叫链式反应。
(2)条件:发生裂变物质的体积大于临界体积或裂变物质的质量大于临界质量。
6.裂变反应的能量一个铀235核裂变时释放的能量如果按200MeV估算,1kg铀235全部裂变放出的能量相当于2800t标准煤完全燃烧时释放的能量,裂变时能产生几百万摄氏度的高温。
反应堆与核电站1.核反应堆原子核的链式反应可以在人工控制下进行,使核能较平缓地释放出来,这样释放的核能就可以为人类的和平建设服务,裂变反应堆的结构所示:2.核反应堆工作原理核反应堆简化示意图如图所示。
各部分作用如下:(1)核燃料:反应堆使用浓缩铀(铀235占3%~4%)制成铀棒作为核燃料,释放核能。
(2)减速剂:用石墨、重水和普通水,使裂变中产生的中子减速,以便被铀235吸收。
(3)控制棒:由吸收中子能力很强的镉制成,用以控制反应速度。
(4)水泥防护层:反应堆外层是很厚的水泥壁,可防止射线辐射出去。
(5)热交换器:靠水和液态金属钠在反应堆内外的循环流动,把产生的热量传输出去。
3.核电站核电站是利用缓慢释放的核能来发电,这是核能的和平利用。
核裂变和核聚变的区别和应用
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核裂变和核聚变的区别和应用核裂变和核聚变是两种重要的核反应过程,在能源领域和核物理研究中发挥着重要作用。
了解它们的区别以及应用是很有必要的。
一、核裂变核裂变是指重核吸收中子后裂变成两个或更多的核子的过程。
它通常发生在重元素如铀和镎的核中。
核裂变是一种放出大量能量的反应,被广泛应用于核电站。
核裂变的过程中,中子被吸收后,重核变得非稳定并进一步分裂成不稳定的核片段。
在裂变的过程中放出的能量以及产生的中子可以继续引发其他核裂变,从而形成连锁反应。
核裂变在核电站中被利用,通过控制链式反应的速率来产生热能,最终转化为电能。
核裂变的能量释放非常巨大,而且产生的放射性废物需要妥善处理。
核裂变反应一旦失控,可能引发核事故,造成严重后果。
因此,在核电站的运作过程中需要严格的安全措施和监测。
二、核聚变核聚变是指轻元素的原子核融合成较重元素原子核的过程。
常见的核聚变反应是氢、氘、氚等轻核聚变成氦核的过程。
核聚变是太阳和恒星能量的主要来源,也是未来清洁能源的发展方向之一。
核聚变的反应过程需要高温和高密度的条件才能实现。
高温使原子核具有足够的能量克服库仑斥力,而高密度可以提高反应的概率。
在核聚变的反应过程中,也会释放大量的能量,但产生的核废料远远少于核裂变。
核聚变的主要挑战是如何在地球上复制太阳的核聚变反应条件。
科学家们正在不断努力研发可控核聚变技术,如磁约束聚变和惯性约束聚变。
这些技术有望成为未来清洁、高效的能源解决方案。
三、区别和应用核裂变和核聚变有以下几个区别和应用方面主要差异:1. 区别:- 反应物:核裂变主要涉及重核,如铀、镎,而核聚变主要涉及轻核,如氢、氘、氚。
- 产物:核裂变产物是两个或更多的核子,而核聚变产物是较重的元素原子核。
- 释放能量:核裂变释放的能量较大,核聚变更大,是太阳和恒星能量的主要来源。
- 废物处理:核裂变产生的放射性废物较多,核聚变产生的核废料远远少于核裂变。
2. 应用:- 核裂变应用于核电站,通过控制链式反应产生热能,最终转化为电能,为人类提供电力供应。
初三物理核裂变和核聚变
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初三物理核裂变和核聚变
核裂变和核聚变是现代核物理研究的两个重要方面。
核裂变是指重核原子核在受到高能粒子或中子的撞击下,分裂成较小的原子核和一些中子的反应。
核聚变则是两个或两个以上轻核原子核在高温、高压等条件下,融合成较重的原子核的反应。
核裂变是一种放出能量巨大的反应,在二战期间,原子弹就是利用核裂变的能量来引爆,产生爆炸的。
在核裂变反应中,一些已知的元素(如钚)能够分裂成两个较小的原子核,同时释放出大量能量与与一些中子,这个过程通常称为自由中子的链式反应。
但是核裂变所产生的中子并不稳定,而是非常容易和别的原子核反应。
这就是可以利用核裂变引发放射性衰变的原理,同时核裂变也被广泛应用于核电站和航空航天等领域。
相比之下,核聚变更安全,运用比较广泛。
核聚变产生的反应主要取决于反应堆中能流密度和温度的一些参数。
在核聚变反应中,一些轻原子核相互结合,产生较重元素原子核的过程。
核聚变在自然界中广泛存在,是太阳以及其他恒星能量来源的基础,利用人工制造的放射性同位素可以实现人工控制的核聚变,这一反应同样具有巨大的应用潜力,可以被用于制造大型能量装置以及推动航天器。
总的来说,无论是核裂变还是核聚变,对于现代能源产业和科学研究有着深远的影响。
同时,掌握核裂变和核聚变的工程技术,也是核武器制造与战略应对的关键性领域。
但是,我们应该注意到核武器及核反应堆事故的不良影响,在利用核能的过程中,必须谨慎对待风险,提高安全保障措施,确保公共安全。
核反应核裂变和核聚变
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核反应核裂变和核聚变核反应:核裂变和核聚变核能作为一种重要的能源源泉,对于解决能源短缺、减少环境污染等方面具有重要意义。
而核能的产生主要基于两个核反应过程:核裂变和核聚变。
一、核裂变核裂变是指重核(如铀235、钚239等)被中子轰击后发生链式反应的过程。
在核裂变过程中,原子核不稳定的重核被中子激发,随后发生裂变,产生两个新的轻核、中子和大量的能量。
核裂变的过程可以通过如下示意图表示:重核 + 中子→ 轻核 + 轻核 + 中子 + 能量核裂变对能源的释放主要依赖于两个因素:裂变产物的质量差和能量守恒。
即裂变产物的质量差越大,释放的能量越多。
核裂变在实际应用中有着广泛的应用,特别是在核电站中。
核电站利用核裂变的原理产生大量热能,然后通过蒸汽机或涡轮机转化为电能。
此外,核裂变还被应用于核武器制造等领域。
二、核聚变核聚变是指轻核(如氘、氚等)在高温高压条件下相互碰撞融合成更重的核的过程。
该过程在太阳内部以及恒星中普遍存在,是太阳和其他恒星产生能量的主要机制。
核聚变的过程可以通过如下示意图表示:轻核 + 轻核→ 重核 + 中子 + 能量核聚变产生的能量主要依靠质量差和能量守恒原理。
与核裂变相比,核聚变释放的能量更大。
目前,科学家正在努力实现人工核聚变,以期望在地球上实现清洁、高效的能源利用。
然而,由于实现核聚变需要极高的温度和压力条件,目前的技术还没有能够完全掌握实现核聚变的技术。
核聚变的应用领域还包括核武器和核燃料的供应。
而核聚变作为一种未来的能源源泉,对于解决能源短缺和环境问题具有巨大的潜力。
总结:核反应中的核裂变和核聚变是两个重要的能源释放过程。
核裂变主要应用于核电站和核武器等领域,而核聚变由于技术条件的限制,目前还未实现在地球上的大规模应用。
然而,核聚变作为一种未来的能源选择,被广泛认为是一种解决能源问题、减少环境污染的可持续能源。
通过不断的研究和创新,相信未来能够实现核聚变技术的突破,为人类提供清洁、高效的能源供应。
重核的裂变和轻核的聚变
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〓
聚变
〓
裂变
轻核的聚变(热核反应) :
某些轻核能够结合在一起,生成一个较大的 原子核,这种核反应叫做聚变。
2 1
H
21H23
He
01n
2 1
H
21H23
He11H
2 1
H31H42
He
01n
根据所给数据,计算下面核反应放出的能量:
2 1
H
31H42
He
01
n
氘核的质量:mD=2.014102u 氚核的质量:mT=3.016050u
〓
聚变
〓
裂变
铀核的裂变
1939年12月,德国物理学家哈恩和他的助手 斯特拉斯曼发现,用中子轰击铀核时,铀核发生 了裂变。铀核裂变的产物是多种多样的,一种典 型的反映是裂变为钡和氪,同时放出三个中子, 其核反应方程是:
235 92
U+
1 0
n
→15461Ba
+
92 36
Kr+310
n
裂变中释放出巨大的能量,在上述裂变中,裂 变后的总质量小于裂变前的总质量,质量亏损:
使裂变物资能够发生链式反应的最小体积叫 做它的临界体积,相应的质量叫做临界质量。
原子弹
原子弹
“小玩意儿”钚装药重6.1千克,TNT当量2.2万 吨,试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气 压,致使一座30米高的铁塔被熔化为气体,并在地 面上形成一个巨大的弹坑.
在半径为400米的范围内,沙石被熔化成了黄绿 色的玻璃状物质,半径为1600米的范围内,所有的 动物全部死亡.
热核反应和裂变反应相比较,具有许多优越性。 见教材P101
现在的技术还不能控制热核反应。 问题有: 1、热核反应的的点火温度很高; 2、如何约束聚变所需的燃料;
核裂变及核聚变
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太陽的壽命 燃燒 1 kg 煤所釋放的能量大約是 24 MJ。 假如太陽是由煤所構成,它就會在 4000 年內耗盡所 有燃料。不過,研究顯示太陽已存在超過 40 億年。
太陽的能量從何而來? 來自它核心內的核聚變。
1 核裂變 核裂變發生時,一個較重的原子核會分裂成兩個 較輕的原子核和數個中子。 低速中子撞擊鈾-235核時,鈾-235核或會發生核 裂變。
模擬程式 U-235 (0.7% 濃缩至 to 3-5%)
連鎖反應是可控制的。 如:用物質吸走部份中子
例題 1
鈽-239可發生以下核裂變反應:
239 94
Pu
+
1 0
n
104 42
Mo
+
134
x
Te
+
y
1 0
n
(a) 求 x 和 y。
考慮原子序數︰
94 + 0 = 42 + x + y 0 x = 52
進度評估 1 – Q5
4 2
He
+
x
2
He
8
y
Be
+
能量
x = ___4____
y = ___4____
這是一個核(裂變/聚變)的例子。
4 核能
a 受控核裂變 在受控制的情況下,核裂變產生的核能可以用來發電。 鈾-235在核電站的核反應堆內發生核裂變,所釋放的 能量被轉化成電能。
例題 3
核廢料
福島第一核電廠事故 (2011)
c 優點與缺點
使用核能與否是一個極富爭議性的問題。 支持者認為︰ • 核能是解決能源短缺危機的辦法。 • 核電站的燃料體積很小。
核聚变核裂变的例子
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核聚变核裂变的例子
以下是 7 条关于核聚变核裂变的例子:
1. 你知道太阳吗?那可是核聚变的超级大舞台啊!太阳内部每时每刻都在发生着剧烈的核聚变反应,就像一个无比强大的能量工厂,为我们地球带来光明和温暖。
这难道不是超级神奇的事情吗?
2. 原子弹爆炸!那就是核裂变的惊人威力体现呀!就像一场超级大爆发,瞬间释放出难以想象的能量,这能量能摧毁一切,真是让人又惊叹又有点害怕呢!
3. 核电站利用核裂变来发电,这就好比是驯服了一只凶猛的野兽,让它乖乖地为我们服务。
为我们的生活提供了源源不断的电能,多了不起啊!
4. 想象一下,核裂变就像打开了一个能量的宝库,只是这宝库可得小心使用呢,比如在医疗领域,放疗不就是利用它来治疗疾病嘛,厉害吧?
5. 核聚变,那可是未来能源的希望之星啊!假如把它比作一艘开往未来的超级飞船,那它承载着我们对无尽能源的渴望和期待呀!
6. 核武器,那是核裂变被用于可怕用途的例子啊!这就像是潘多拉的盒子被打开了,带来的是巨大的灾难和破坏,怎能不让人警惕呢?
7. 受控核聚变实验装置就像是一群科学家在努力搭建通往未来能源世界的桥梁,他们不断尝试、探索,真希望他们能早日成功呀!
我的观点结论:核聚变核裂变有着巨大的能量和潜力,既可以带来好处,也可能带来危险,我们必须谨慎对待和利用它们。
原子核物理中核聚变与核裂变的应用
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原子核物理中核聚变与核裂变的应用原子核物理是研究原子核及其内部结构特性的一门学科。
其中,核聚变和核裂变是原子核物理的两个最基本问题,也是最为重要的应用领域之一。
在本文中,我们将探讨核聚变与核裂变在原子核物理中的重要性和应用。
一、核聚变的应用核聚变是利用高温高压等条件使轻核聚合成重核的过程。
在太阳和其他一些恒星内部,核聚变是能量的主要来源。
在地球上,核聚变也可以被用作能源来源。
1.1 核聚变的能源应用核聚变反应释放的能量是很大的。
一克氢的核聚变所释放的能量相当于3.6×10^10焦耳,是同等质量燃料所能释放的能量的上千倍。
因此,在人类历史上,一直有人致力于利用核聚变来解决能源问题。
目前,热核聚变是最为被看好的未来能源来源之一。
热核聚变是指利用氢等轻元素在高温高压条件下聚变为氦等重元素,通过核反应释放出大量的能量。
在现代科学技术发展中,利用星际核聚变加热导致的发红巨星破裂事件来建立新一代的能源工程是一个重要研究方向。
科学家们将制造能够长期运行稳定的热核聚变反应炉已成为科学家们的研究目标。
在世界各国都致力于热核聚变反应堆的研究,希望从理论上,从实验上以及从工程上,彻底解决切实产业可商用应用中遇到的各种问题,达到热核聚变稳定和充分利用的目标。
1.2 核聚变的医疗应用核聚变不仅可以应用于能源,还有广泛的医疗应用。
例如,在医疗领域,同位素射线疗法采用天然或人工放射性同位素发射的射线来杀死癌细胞。
这种治疗方式相比传统的手术和放疗更加精准,对人体造成的创伤更小,对患者的生命质量影响较小。
二、核裂变的应用核裂变是重核分裂成轻核的过程。
在原子核物理中,核裂变也是一种重要的应用领域。
2.1 核裂变的能源应用核裂变在核电站中被用于生产电能。
通过将铀等重核元素加入到反应堆中,利用这些元素的裂变反应产生的热能,加热水产生蒸汽,进而驱动发电机发电。
核电站具备效率高、运维成本低、能源可靠等特点,因而成为世界上重要的能源来源之一。
核裂变与核聚变的物理模型及应用
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核裂变与核聚变的物理模型及应用随着科技的不断进步,人类对能源的需求也越来越大,而传统的化石能源已经开始面临枯竭的局面。
因此,寻找新型的可再生能源成为了当务之急。
而核能作为一种高效、清洁、可靠的能源形式,越来越被人们所关注。
核能是指由核变化产生的能量,主要有两种形式:核裂变和核聚变。
核裂变是指将重核分裂成轻核,释放出大量的能量。
而核聚变则是将轻核聚合成较重的核,同样也会释放出能量。
在核裂变和核聚变的过程中,我们需要了解一些物理模型。
接下来,我们将对核裂变和核聚变的物理模型及应用进行深入探讨。
一、核裂变的物理模型核裂变是一种利用重核分裂产生的能量的物理现象。
重核分裂后,会产生两个或更多的核子,同时也会释放出大量的能量。
这一过程需要满足以下条件:1.核分裂需要一定的激发能:这种能量来源于自身或外部。
2.核分裂需要与核子或其他粒子进行作用:这些粒子可以是中子、子核或其他。
3.核子应该具备足够的能量:这种能量可以来自热运动或直接加速。
4.核子在空间和时间上应处于合适的位置:既要与原子核的结构相匹配,也要满足分裂片的能量和动量守恒定律。
根据核裂变的物理模型,我们可以设计出不同的核裂变反应堆,以供人类使用。
核裂变反应堆通过裂变产生热能,然后将这些热能转化成电能,从而向我们供应能源。
二、核聚变的物理模型核聚变是一种利用核子聚合释放能量的现象。
聚变反应的核子可以是氢、氦、锂等轻核,也可以是重核。
核聚变需要满足以下条件:1.核聚变需要一定的激发能:聚变反应可以通过由强热、强压或强磁场等外部条件获得,以引发核聚变反应。
2.核子之间的碰撞:核子之间需要进行粒子间作用,以实现核聚变。
3.温度和密度:核聚变需要在非常高的温度(如太阳核心温度达约1500万度)和强度大的密度下才能发生。
4.物理场:在这个条件下,需要对核聚变产生影响的既有热、也有物理场,如等离子体、磁场等。
核聚变反应可以产生更多的能量,因此被视为发展清洁能源的关键途径之一。
核裂变和核聚变
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核裂变和核聚变核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化。
只有一些质量非常大的原子核像铀、钍等才能发生核裂变。
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克铀235完全发生核裂变后放出的能量相当于燃烧2.5吨煤所产生的能量。
比原子弹威力更大的核武器是氢弹,就是利用核聚变来发挥作用的。
核聚变的过程与核裂变相反,是几个原子核聚合成一个原子核的过程。
只有较轻的原子核才能发生核聚变,比如氢的同位素氘、氚等。
核聚变也会放出巨大的能量,而且比核裂变放出的能量更大。
太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程,它的光和热就是由核聚变产生的。
谈谈核裂变能与核聚变能据最近报道,位于英国牛津郡卡勒姆的、联合欧洲环形核聚变试验装置的科学家们,首次成功地进行了受控核聚变反应试验,从而使他们在探索核聚变能的竞争中,超过了美国和日本而居于世界领先地位。
这次实验是在一个环形受控核聚变反应堆里进行的,持续时间只有2分钟,温度达到了3亿摄氏度,比太阳内部温度还要高20倍。
该环形装置重达3500吨,是目前世界上最大的受控核聚变实验装置。
那末,什么叫做受控核聚变与核聚变能呢?它们对未来世界能源研究与开发利用有何重要意义呢?为了回答这些问题,需要从核能(原子能)谈起。
大家知道,原子核是由质子和中子组成的。
质子和中子统称为核子。
核子结合成原子核时释放的能量,或者原子核分解为核子时吸收的能量,称为原子核结合能。
原子核结合能与组成该原子核的核子数之比,称为原子核核子的平均结合能。
这就是一般所说的核能(原子能)。
质量数较小的轻核(如氘、氚)和质量数较大的重核(如铀),其核子平均结合能均较小;质量数中等的原子核,其核子平均结合能较大,而且质量数为50%~60%的原子核,其核子平均结合能最大。
核聚变和核裂变的应用
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核聚变和核裂变的应用以核聚变和核裂变的应用为题,我们将分别探讨这两种核能的应用领域。
一、核聚变的应用核聚变是指将两个或更多轻核聚合成一个更重的核的过程,释放出巨大的能量。
这种能量释放主要源于质量损失转化为能量。
核聚变在太阳和恒星中是主要的能量来源,也是清洁能源的理想选择。
目前,科学家们正在努力实现在地球上控制核聚变反应的条件,以实现可控核聚变的应用。
1. 能源生产核聚变作为一种几乎无限的能源来源,被广泛看好。
通过核聚变反应,可以在极小的燃料量下产生巨大的能量,而且核聚变反应所需的燃料——氘、氚等,存在于海水和地球大气中,是广泛可利用的资源。
因此,实现可控核聚变技术将为人类提供清洁、可持续的能源供应。
2. 医学应用核聚变技术在医学领域也有广泛的应用。
例如,核聚变可用于放射性同位素的生产,用于放射性示踪、医学影像和治疗等方面。
利用核聚变产生的高能中子束可以用于癌症治疗,通过破坏癌细胞的DNA结构来达到治疗的目的。
3. 环境保护相比核裂变,核聚变的反应产物主要是氦等轻元素,不产生高放射性废料。
因此,核聚变是一种非常环保的能源选择,不会对环境造成持久性的污染。
而且,核聚变反应过程中不会产生温室气体,对减少全球气候变化具有积极影响。
二、核裂变的应用核裂变是指重核被撞击或吸收中子后分裂成两个或更多的轻核的过程。
核裂变反应释放出的能量巨大,目前已广泛应用于以下领域。
1. 能源生产核裂变技术被广泛应用于核电站中,用于发电。
核电站通过核裂变反应释放的能量来加热水蒸汽,再通过汽轮机驱动发电机产生电能。
核电是一种可靠的、高效的清洁能源,能够满足大量人口的电力需求。
2. 放射性同位素的生产核裂变反应还可以用于生产放射性同位素,用于医学、工业和科学研究等方面。
例如,放射性同位素碘-131可以用于治疗甲状腺疾病,铯-137可以用于治疗癌症,镭-226可以用于放射疗法等。
3. 核武器虽然核武器是核裂变技术的负面应用,但不可否认核裂变的能量释放巨大,因此核裂变反应成为制造核武器的基础。
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物理核聚变和核裂变的例子
物理核聚变和核裂变是两种不同的核反应过程,它们在能源领域具有重要的应用价值。
下面将分别介绍物理核聚变和核裂变的例子。
一、物理核聚变的例子:
1. 恒星内部的核聚变:恒星是通过核聚变产生能量的天体。
在恒星内部,高温和高压的条件下,氢原子核融合成氦原子核,释放出大量的能量。
这是宇宙中最常见的物理核聚变过程。
2. 氢弹爆炸:氢弹是一种基于物理核聚变的武器。
它通过将重水和氘气体等聚变燃料注入到一个核裂变炸弹中,利用核裂变的能量产生足够高的温度和压力,使得氢原子核融合成氦原子核,释放出巨大的能量。
3. 磁约束核聚变装置:磁约束核聚变装置(如托卡马克装置)是目前研究物理核聚变最常用的装置之一。
在这种装置中,通过利用强磁场将等离子体约束在一个狭窄的空间中,使得氢原子核在高温条件下发生聚变反应。
4. 惯性约束核聚变装置:惯性约束核聚变装置(如激光惯性约束聚变装置)利用激光束将高密度和高温的燃料靶点加热,产生足够的压力和温度,使得氢原子核融合成氦原子核。
5. 国际热核聚变实验堆(ITER):ITER是目前正在建设中的一个国
际性热核聚变实验装置,旨在验证可控核聚变的可行性。
它将采用磁约束技术,通过长时间维持高温和高压的等离子体,实现氢原子核的聚变反应。
二、核裂变的例子:
1. 原子弹爆炸:原子弹是一种基于核裂变的武器。
它利用重元素(如铀或钚)原子核吸收中子后不稳定而发生裂变,释放出大量的能量和中子。
2. 核反应堆:核反应堆是一种利用核裂变产生能量的装置。
在核反应堆中,通过将裂变燃料(如铀-235或钚-239)装入反应堆中,控制中子的释放和吸收,产生热能,用于发电或其他用途。
3. 核电站:核电站是利用核裂变产生电能的设施。
核电站中的核反应堆通过核裂变反应产生热能,然后通过蒸汽动力装置将热能转化为电能。
4. 放射性同位素治疗:放射性同位素治疗是一种利用核裂变产生的放射性射线杀灭癌细胞的方法。
例如,利用碘-131放射性同位素治疗甲状腺癌。
5. 核裂变动力舰船:核裂变动力舰船(如核潜艇)利用核裂变反应产生的能量驱动舰船。
核燃料提供了长时间的航行能力和高速度。
6. 放射性同位素示踪:放射性同位素示踪是一种利用核裂变产生的放射性射线追踪物质在环境中的传播和变化的方法。
例如,利用碳-14示踪生物体的年龄。
以上是关于物理核聚变和核裂变的例子,它们在能源、武器、医学和科研等领域都有广泛的应用。
通过研究和利用这些核反应过程,人类可以更好地理解和利用核能,推动科学技术的发展和社会进步。