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核裂變 又名:Nuclearfission

核裂變,又稱核分裂,是指由重的原子核,主要是指鈾核或钚核,分裂成質(zhì)量差不多的輕原子的一種核反應(yīng)形式。原子彈以及裂變核電站或是核能發(fā)電廠的能量來源都是核裂變。其中鈾裂變在核電廠最常見,加熱后鈾原子放出2到4個中子,中子再去撞擊其它原子,從而形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)而自發(fā)裂變。

  核裂變(Nuclear fission)又稱核分裂,是一個原子核分裂成幾個原子核的變化。

  裂變只有一些質(zhì)量非常大的原子核像鈾(yóu)、釷(tǔ)和钚(bù)等才能發(fā)生核裂變。這些原子的原子核在吸收一個中子以后會分裂成兩個或更多個質(zhì)量較小的原子核,同時放出二個到三個中子和很大的能量,又能使別的原子核接著發(fā)生核裂變……,使過程持續(xù)進(jìn)行下去,這種過程稱作鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。原子核在發(fā)生核裂變時,釋放出巨大的能量稱為原子核能,俗稱原子能。1千克鈾-238的全部核的裂變將產(chǎn)生20,000兆瓦小時的能量(足以讓20兆瓦的發(fā)電站運轉(zhuǎn)1,000小時),與燃燒2500噸煤釋放的能量一樣多。

  聚變由質(zhì)量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發(fā)生原子核互相聚合作用,生成新的質(zhì)量更重的原子核,并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核,叫核裂變,如原子彈爆炸;如果是由輕的原子核變化為重的原子核,叫核聚變,如太陽發(fā)光發(fā)熱的能量來源。

  核裂變可以在沒有中子撞擊的情形下出現(xiàn),這種核裂變稱為自發(fā)裂變,是放射性衰變的一種,只出現(xiàn)在幾種較重的同位素中。不過大部份的核裂變都是一種有中子撞擊的核反應(yīng),反應(yīng)物裂變?yōu)槎€較小的原子核。核反應(yīng)是依中子撞擊的機制所產(chǎn)生,不是依照自發(fā)裂變中,相對較固定的指數(shù)衰減及半衰期特性所控制。

  鈾裂變在核電廠最常見,加熱后鈾原子放出2到4個中子,中子再去撞擊其它原子,從而形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)而自發(fā)裂變。撞擊時除放出中子還會放出熱,再加快撞擊,但如果溫度太高,反應(yīng)爐會熔掉,而演變成反應(yīng)爐融毀造成嚴(yán)重災(zāi)害,因此通常會放控制棒(硼制成)去吸收中子以降低分裂速度。

  一個重原子核分裂成為兩個(或更多個)中等質(zhì)量碎片的現(xiàn)象。按分裂的方式裂變可分為自發(fā)裂變和感生裂變。自發(fā)裂變是沒有外部作用時的裂變,類似于放射性衰變,是重核不穩(wěn)定性的一種表現(xiàn);感生裂變是在外來粒子(最常見的是中子)轟擊下產(chǎn)生的裂變。


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