核裂变与核聚变

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。...

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。

Atomic nuclei combine in nuclei fusion and break into smaller pieces in nuclear fission.

核裂变

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

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。

核聚变实例

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

区分裂变和聚变

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?

  • 裂变使原子核分裂成更小的碎片。起始元素的原子序数高于裂变产物的原子序数。例如,铀可以裂变产生锶和氪。
  • 聚变将原子核连接在一起。所形成的元素的中子或质子比起始物质的多。例如,氢和氢可以融合形成氦。
  • 裂变在地球上自然发生。一个例子是铀的自发裂变,只有在足够小的体积(很少)中存在足够的铀时才会发生。另一方面,核聚变并不是在地球上自然发生的。聚变发生在恒星中。

  • 发表于 2021-10-05 05:56
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  • 分类:化学

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