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核裂变与核聚变 美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤 在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团 爆炸产生的气流 烟尘直冲云天 高达12英里多 广岛市区80 的建筑化为灰烬 64000人丧生 72000人受伤 伤亡总人数占全市总人口的53 长崎市60 的建筑物被摧毁 伤亡86000人 占全市37 原子弹 一 核裂变 重核在其它粒子的轰击下分裂成中等质量原子核的核反应 1939年12月 德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现 用中子轰击铀核时 铀核发生了裂变 铀核裂变的产物是多种多样的 一种典型的反映是裂变为钡和氪 同时放出三个中子 其核反应方程是 铀核的裂变 裂变中释放出巨大的能量 在上述裂变中 裂变后的总质量小于裂变前的总质量 质量亏损 链式反应 由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去的过程 叫做核裂变的链式反应 发生链式反应的条件 铀块的质量大于临界质量 或者铀块的体积大于临界体积 使裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积 相应的质量叫做临界质量 内爆式原子弹 枪式原子弹 原子弹 利用重核裂变的链式反应制成的 在极短时间内能够释放大量核能 发生猛烈爆炸 二 核电站 秦山核电站 大亚湾核电站 利用可控链式反应释放出能量发电 核心设备是核反应堆 二 核电站 核电站的发电原理 思考 在电站工作过程中 能是如何转化的 核能 内能 机械能 电能 三 核聚变 某些轻核能够结合在一起 生成一个较大的原子核 这种核反应叫做聚变 聚变的条件 使原子核间的距离达到10 15m 实现的方法有 1 用加速器加速原子核 把原子核加热到很高的温度 热核反应 核聚变的利用 氢弹 三种炸药 普通炸药 235 氘 氚 爆炸 裂变 聚变 氢弹的杀伤破坏因素与原子弹相同 但威力比原子弹大得多 原子弹的威力通常为几百至几万吨级TNT当量 氢弹的威力则可大至几千万吨级TNT当量 其爆炸达到的温度约为100亿度 亦即太阳中心温度的1000倍 四 受控热核反应 聚变与裂变相比的优点 1 轻核聚变产能效率高 2 地球上聚变燃料的储量丰富 每升水中就含有0 03g氘 3 轻核聚变更为安全 清洁 实现核聚变需要高温 一旦出现故障 高温不能维持 反应自动终止 氘和氚聚变产生的氦没有放射性等 地球上没有任何窗口能够经受如此高的温
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