重核的裂變輕核的聚變

1、重核裂變輕核聚變 物理學(xué)中把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放核能的反應(yīng)叫做裂變把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反應(yīng)叫做聚變聚變裂變 核能的釋放通常有兩種形式E=mc2給人類利用核能帶來了無限希望。一、鈾核的裂變 1938年12月，德國化學(xué)家哈恩和斯特拉斯曼在用中子轟擊鈾核的產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了鋇的放射性同位素。一個月以后終于證實，鈾核在俘獲一個中子后，發(fā)生了一個重核分裂成兩個中等質(zhì)量的核的反應(yīng)過程重核裂變。已知裂變前的質(zhì)量：裂變后的質(zhì)量：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：鈾核裂變時總要釋放出23個中子，而這些中子再碰擊鈾核裂變，這樣鈾核的裂變就會不斷地進(jìn)行下去，這種現(xiàn)象叫做鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)條件 由于原子核非常小，如果鈾塊

2、的原子數(shù)少（即鈾塊的體積不夠大，從鈾塊出來的中子，還沒有碰到別的鈾原子核上就出去了，就不能產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。因此，能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的鈾塊的最小體積叫做它的臨界體積。產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件： V V臨 如果鈾235的體積超過了它的臨界體積，只要中子進(jìn)入鈾塊，立即會引起爆炸（產(chǎn)生幾百萬度的高溫）。原子彈就是根據(jù)這個原理制成的。（1）不受控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)原子彈鏈?zhǔn)椒磻?yīng)應(yīng)用中國第一顆原子彈爆炸蘑菇云發(fā)展圖受控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)核電站問題1：鈾塊為什么要求是“濃縮鈾”？問題2：欲引起鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是快速運(yùn)動的“快中子”好？ 還是慢速運(yùn)動的“慢中子”好？問題3：你有辦法使核反應(yīng)堆關(guān)閉嗎？(1)原理：利用重核裂變緩慢釋放核能來發(fā)電的裝

3、置。(2)核心部分：核反應(yīng)堆核反應(yīng)堆組成：核燃料、中子減速劑、控制棒、保護(hù)層、熱交換器等核電站的優(yōu)點：消耗的“燃料”很少作為核燃料的鈾、釷等在地球上的可采儲量大對環(huán)境污染比火電站要?。ㄏ鄬Χ裕┓派湫晕镔|(zhì)的國際通用標(biāo)志圖如下：1991年，中國自行設(shè)計、建造的第一座核電站秦山核電站啟用（圖1），繼之大亞灣核電站投產(chǎn)。世紀(jì)之交，中國正規(guī)劃（臺州三門健跳鎮(zhèn)貓頭山）、興建4座新的核電站，到2010年核電總量有望達(dá)到2000萬千瓦。圖1 秦山核電站 核能的釋放還有第二種形式輕核的聚變：即兩個輕原子核（如氫的同位素氘），聚合成為一個較重的核，從而釋放出巨大的能量。一個氘核和一個氚核結(jié)合成一個氦核時，釋放出

4、17.6MeV的能量，平均每個核子放出的能量在3MeV以上（重核裂變時，每個核子平均釋放的能量約1MeV）。 產(chǎn)生輕核聚變的條件：必須使原子核之間的距離接近10-15 米氫核聚變又叫做熱核反應(yīng) 現(xiàn)在的氫核聚變（熱核反應(yīng)）無法進(jìn)行建設(shè)性的使用，只能進(jìn)行破壞性使用，氫彈是靠原子彈引爆的宇宙中的輕核聚變反應(yīng)是很普遍的，很多恒星內(nèi)部進(jìn)行著激烈的聚變反應(yīng)，其釋放出來的能量以“光”的形式點亮了我們的世界?？上В斯さ妮p核聚變反應(yīng)現(xiàn)在 卻只能是懸在我們頭上的利劍。若能控制反應(yīng)速度，核聚變發(fā)電比核裂變發(fā)電，有更多優(yōu)點。你想一想看，有哪幾方面優(yōu)點？核聚變比核裂變釋放出更多的能量。例如，鈾235的裂變反應(yīng)，將千分之一的物質(zhì)變成了能量；而氘的聚變反應(yīng)，將近千分之四的物質(zhì)變成了能量。 資源豐富 重核裂變使用的主要原料是鈾，目前探明的儲量僅夠使用約1000年；而輕核聚變使用的燃料是海水中的氘，1升海水能提取30毫克氘，地球上海水中就有45萬億噸氘，足夠人類