核裂变原理(核裂变原理是什么)

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核裂变原理是什么?

核裂变,又称核分裂,是指由重的原子核(主要是指铀核或钚核)分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。

原子弹或核能发电厂的能量来源就是核裂变。其中铀裂变在核电厂最常见,热中子轰击铀-235原子后会放出2到4个中子,中子再去撞击其它铀-235原子,从而形成链式反应。

裂变释放能量是与原子核中质量-能量的储存方式有关。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。

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控制棒来控制,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,核聚变的反应原理是什么?

均为物理变化。

核裂变由重的原子核(主要是指铀核或钚核)分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。原子弹或核能发电厂的能量来源就是核裂变。其中铀裂变在核电厂最常见,热中子轰击铀-235原子后会放出2到4个中子,中子再去撞击其它铀-235原子,从而形成链式反应。

核聚变由质量小的原子,主要是指氘,在一定条件下(如超高温和高压),只有在极高的温度和压力下才能让核外电子摆脱原子核的束缚,让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起,发生原子核互相聚合作用。

扩展资料:

核反应按其本质来说是质的变化,但它和一般化学反应有所不同。化学反应只是原子或离子的重新排列组合,而原子核不变。因此,在化学反应里,一种原子不能变成另一种原子。核反应乃是原子核间质点的转移,致使一种原子转化为它种原子,原子发生了质变。核反应的能量效应要比化学反应的大得多。

核反应能常以兆电子伏计量,而化学反应能一般只有几个电子伏。例如:核反应不是通过一般化学方法所能实现的,而是用到很多近代物理学的实验技术和理论。首先要用人工方法产生高能量的核“炮弹”,如氦原子核、氢原子核、氘原子核等,利用这些“炮弹”猛烈撞击别的原子核,从而引起核反应。

参考资料来源:百度百科-核聚变

参考资料来源:百度百科-核裂变

参考资料来源:百度百科-核反应

核裂变的基本反应原理是什么?

磁场里高速流动的物质转化为金属态氢离子,金属态氢离子的“磁力矩”相互切割聚合形成新元素的同时释放电磁波——能量(爆炸)。

裂变不会产生电磁波,裂变是为聚变提供金属态氢离子。

热核反应质量守恒,物质不会转化成能量;链式反应是冲击波层流里高速流动的物质转化的金属态氢离子聚合的新元素反复裂解为金属态氢离子产生了连续的爆炸。

核裂变又称核分裂,是一个原子核分裂为多个原子核并释放原子能的过程。

核裂变 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吨铀-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。

核裂变所释放的高能量中子移动速度极高(快中子),因此必须通过减速,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 。

1、核裂变又称核分裂是指由重的原子核(主要是指铀核或钚核)分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。原子弹或核能发电厂的能量来源就是核裂变。其中铀裂变在核电厂最常见,热中子轰击铀-235原子后会放出2到4个中子,中子再去撞击其它铀-235原子,从而形成链式反应。

2、原理:裂变释放能量是与原子核中质量-能量的储存方式有关。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。

主要应用:

核电站和原子弹是核裂变能的两大应用,两者机制上的差异主要在于链式反应速度是否受到控制。核电站的关键设备是核反应堆,它相当于火电站的锅炉,受控的链式反应就在这里进行。核反应堆有多种类型,按引起裂变的中子能量可分为:热中子堆和快中子堆。

热中子的能量在0.1eV(电子伏特)左右,快中子能量平均在2eV左右。运行的是热中子堆,其中需要有慢化剂,通过它的原子与中子碰撞,将快中子慢化为热中子。慢化剂用的是水、重水或石墨。堆内还有载出热量的冷却剂,冷却剂有水、重水和氦等。

根据慢化剂和冷却剂和燃料不同,热中子堆可分为轻水堆(用轻水作慢化剂和冷却剂稍加浓铀作燃料)、重水堆(用重水作慢化剂和冷却剂稍加浓铀作燃料)和石墨水冷堆(石墨慢化,轻水冷却,稍加浓铀),轻水堆又分压水堆和沸水堆。

核裂变是原子核反应的一种。与之并列的还有核聚变

核裂变就是指由重的原子核(主要是指铀核或钚核)分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。 原子弹 或 核电站 的能量来源就是核裂变。

铀裂变反应方程式: 235U+1n=137Ba+97Kr+2n

前面的答主都对反应做了非常详尽的解答,所以我写一些更加基本的原理。

总的来说,核反应的基本原理都是一个近代物理学最最基础的方程,大名鼎鼎的 爱因斯坦质能守恒方程

就是你经常看到的E=mc²

不论是核裂变核聚变快中子慢中子魔炉还是反物质湮灭放出能量

都离不开这个方程

质能守恒的本质就是损失质量产生能量的过程。

核裂变的原理

裂变释放能量是与原子核中质量-能量的储存方式有关。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。这就是称之为原子弹(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控制棒来控制,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),因此必须通过减速,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镉棒、石墨和较昂贵的重水作为慢化剂。 莉泽·迈特纳(Lise Meitner)和奥多·哈恩(Otto Hahn)同为德国柏林威廉皇帝研究所(Kaiser Wilhelm Institute)的研究员。作为放射性元素 研究的一部分,迈特纳和哈恩曾经奋斗多年创造比铀重的原子(超铀原子)。用游离质子轰击铀原子,一些质子会撞击到铀原子核,并粘在上面,从而产生比铀重的元素。这一点看起来显而易见,却一直没能成功。

他们用其他重金属测试了自己的方法,每次的反应都不出所料,一切都按莉泽的物理方程式所描述的发生了。可是一到铀,这种人们所知的最重的元素,就行不通了。整个20世纪30年代,没人能解释为什么用铀做的实验总是失败。 从物理学上讲,比铀重的原子不可能存在是没有道理的。但是,100多次的试验,没有一次成功。显然,实验过程中发生了他们没有意识到的事情。他们需要新的实验来说明游离的质子轰击铀原子核时究竟发生了什么。

最后,奥多想到了一个办法:用非放射性的钡作标记,不断地探测和测量放射性的镭的存在。如果铀衰变为镭,钡就会探测到。

他们先进行前期实验,确定在铀存在的条件下钡对放射性镭的反应,还重新测量了镭的确切衰变速度和衰变模式。这花了他们三个月的时间。

没等他们进行实质性的实验,莉泽就不得不逃往瑞典,躲避上台的希特勒纳粹党。奥多只得独自进行他们的伟大的实验。

奥托·哈恩完成实验两周后,莉泽·迈特纳就收到了一份长长的报告,其中记述了他实验的失败。哈恩用集束粒子流轰击铀,却连镭也没得到,只探测到了更多的钡——钡远远多出了实验开始时的量。他感到迷惑不解,请求莉泽帮他解释这究竟是怎么回事。

一周后,莉泽穿着雪鞋在初冬的雪地里散步,这时一个画面从她心中一闪而过:原子将自身撕裂开来。这个画面来得那么生动、惊人和强烈,她几乎从想象中就能感到原子核的跳动,能听到原子撕裂时发出的咝咝声。

她立即认识到自己已经找到了答案:质子的增加使铀原子核变得很不稳定,从而发生分裂。他们又做了一个实验,证明当游离的质子轰击放射性铀时,每个铀原子都分裂成了两部分,生成了钡和氪。这个过程还释放出巨大的能量。

就这样迈特纳发现了核裂变的过程。

将近4年之后,1942年12月2日下午2时20分,恩里克·费米扳动开关,几百个吸收中子的镉控制棒冲出石墨块和数吨氧化铀小球垒成的反应堆。费米在芝加哥大学斯塔格足球场的西看台下的地下网球场内堆放了4.2万个石墨块。这是世界上第一个核反应堆——是迈特纳发现的产物。1945年,原子弹的发明是她的核裂变发现的第二次应用。

我们应谨慎利用核裂变!

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