核裂变和核聚变都是释放大量能量的核现象,但它们是产生不同产物的不同过程。了解什么是核裂变和核聚变,以及如何区分它们。
当一个原子的原子核分裂成两个或两个以上较小的原子核时,就会发生核裂变。这些较小的原子核称为裂变产物。粒子(如中子、光子、α粒子)通常也会释放。这是一个放热过程,释放裂变产物的动能和伽马辐射形式的能量。释放能量的原因是裂变产物比母核更稳定(能量更低)。裂变可以被认为是元素嬗变的一种形式,因为改变一种元素的质子数基本上会使元素从一种元素转变为另一种元素。核裂变可以自然发生,如放射性同位素的衰变,也可以被迫发生在反应堆或武器中。
核裂变示例:23592U+10n→ 9038Sr+14354Xe+310n
核聚变是原子核融合在一起形成较重原子核的过程。极高的温度(约1.5 x 107°C)可以迫使原子核结合在一起,因此强大的核力可以将它们结合在一起。当核聚变发生时,会释放出大量的能量。原子分裂和合并时都会释放能量,这似乎违反直觉。聚变释放能量的原因是两个原子比单个原子具有更多的能量。迫使质子足够靠近以克服它们之间的斥力需要大量的能量,但在某一点上,束缚它们的强大力量克服了电斥力。
当原子核合并时,多余的能量被释放。与裂变一样,核聚变也能将一种元素转化为另一种元素。例如,氢原子核在恒星中聚变形成氦元素。聚变也被用来迫使原子核结合在一起,形成元素周期表上的最新元素。虽然核聚变发生在自然界,但它发生在恒星中,而不是地球上。地球上的核聚变只发生在实验室和武器中。
在太阳中发生的反应提供了一个核聚变的例子:
11小时+21小时→ 32他
32He+32He→ 42He+211H
11小时+11小时→ 21H+0+1β
裂变和聚变都释放出巨大的能量。裂变和聚变反应都可以发生在核弹中。那么,如何区分裂变和聚变呢?
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