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3 4 裂变和聚变 成小辉 凌源市实验中学 1938年底 德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼在用中子轰击铀核的实验中发现 生成物中有原子序数为56的元素钡 奥地利物理学家迈特纳和弗里施对此做出了解释 铀核在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎块 弗里斯把这类核反应定名为核裂变 裂变 发现历史 重核在其他粒子的轰击下分裂成中等质量的新核 释放核能的反应叫做裂变 裂变 定义 为什么会释放能量 裂变后的总质量小于裂变前的总质量 质量亏损 一种典型的铀核裂变反应 我国科学家钱三强 何泽慧夫妇于1947年在实验中观察到铀核也可能分裂为三部分或四部分 其概率大约是分裂为两部分概率的千分之三 铀核的裂变 铀核裂变的产物是多种多样的 用中子轰击铀核时 铀核发生了裂变 释放出的中子又引起了其他铀核的裂变 使反应不断进行下去的过程 链式反应 铀核的裂变 1kg铀相当于2000t优质煤完全燃烧时释放的能量 如果能把裂变产生的能量加以利用岂不美哉 1个铀原子核裂变释放出的能量为 聚变 定义 把轻核结合成质量较大的核 同时释放出核能的反应叫做聚变 氢核聚变 聚变过程中平均每个核子释放的能量是裂变的3 4倍 1 效率高 聚变与裂变相比的优点 2 燃料的储量丰富 3 更安全 清洁 4 反应中放射物质的处理较容易 聚变 聚变条件 原子核间的距离达到10 15m 需要克服极大的库仑斥力 必须具有很大的动能 方法 把原子核加热到几百万K的高温 热核反应 磁约束 实现核聚变的困难 地球上没有任何容器能够经受如此高的温度 为了解决这个难题 科学家设想了两种方案 惯性约束 受控热核反应 恒星只是天空中的过客 宇宙中恒星的聚变 太阳的中心发生核聚变 放出巨大能量 这个天然的核聚变过程已经发生了好几十亿年 1903年 皮埃尔 居里提出 人类从未来的发现中所得到的好处将比坏处更
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