广告区域

广告区域

传奇知识网 - 一个你身边的百科全书

核聚变和核裂变的区别(核聚变可控,产生的能量大)

2023-06-10 05:53:54投稿人 : yq4qlskj围观 : 59 次0 评论

如果我们观察一个原子,会发现它有三种元素:电子、质子和中子(嗯,氢没有中子)。

原子核中的质子数告诉我们原子是什么(氮有7个质子,银有47个质子)。然后原子序数和原子质量告诉我们原子中有多少质子和中子。

比如铀235有92个质子(所以是铀),143个中子(因为235-92 = 143)。如果两个原子有相同数量的质子,但不同数量的中子,那么这些就是同位素,比如氢有三种同位素,氢,氘和氚。

如果我们分裂铀235,我们会得到氪-92,钡-141和两个额外的中子。然而,当我们测量原始铀和所有碎片的质量时,我们会发现我们失去了一些质量。

之前材料的质量大于之后材料的质量。这种能量并不是真正的损失——它只是被转换成了其他形式的能量。是的,我们可以认为质量是一种能量。这就是著名的等式发挥作用的地方。

在这个表达式中,e是等效能量,m是粒子的质量,c是光速。少量的质量可以为我们提供大量的能量。我们可以用从质量变革中获得的能量做什么?显然,我们可以用这些能量来加热水和产生蒸汽。是的,这就是这些反应堆通常做的事情——它们产生蒸汽来驱动涡轮机发电。

上面的例子研究了我们把东西拆开时质量的变化。当我们将氢与氘(即氢加上一个额外的中子)结合时,也会发生这种情况。

当低质量元素结合时,产物的质量小于初始物质的质量,在这个过程中,我们也得到了能量。太阳发出的是典型的聚变能,不断将氢同位素转化为氦,发出光和热光谱。

所以,分裂大原子会产生能量(核裂变),结合小原子也会产生能量(核聚变)。聚变反应释放的能量是裂变反应的3-4倍。

有许多核裂变反应堆实际上提供有用的能量。但到目前为止,还没有一个有用的聚变反应堆。

事实证明,核裂变其实并不太难。如果向铀235发射一个中子,铀会吸收这个中子,变成铀236。然而,这种铀-236不稳定,会分裂成碎片,给我们带来核裂变。更好的是,它可以产生额外的中子来分解更多的铀。当然,我们也可以使用钚和钍。

但是核聚变非常困难。我们必须让两个带正电的原子核足够接近,以使它们融合。而带正电荷的原子相互排斥。这意味着我们必须有超高的原子能才能让这些东西聚变。高能粒子是问题所在。这也是为什么核聚变还很难,而裂变相对简单的原因。

好吧,我们总结一下,裂变和聚变都是核反应。裂变是把一个重而不稳定的原子核分裂成两个轻核,而聚变是把两个轻核结合成一个质量更大的原子核。在这两个过程中,都释放了大量的能量,而且后者释放的能量比前者多。

来源:传奇知识网,转载请注明作者或出处,尊重原创!

相关文章

发表评论
推荐文章