什么是核裂变（什么是核裂变原理）

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什么是核裂变？

自20世纪30年代中期以来，法国、德国和意大利的著名物理学家一直在相互竞争，研究如何分裂重原子。法国著名物理化学家弗雷德里克·奥里奥·居里宣布本次比赛正式开始。1935年，他因发现人工放射性而被授予诺贝尔化学奖时(与妻子艾琳·约里奥-居里-齐)，宣布爆炸原子核的连锁反应会释放出巨大的可用能量。在柏林，由德国和奥地利三位著名学者奥托·哈恩、弗里茨·斯特拉斯曼和利斯·迈特纳兹组成的研究小组开始用中子撞击铀原子。按照既定的思维，他们预计这一过程可以产生类似铀的放射性重元素——这是意大利物理学家、罗马大学的恩利克·费密的类似实验的假设结果。然而，1938年底，奥托·哈恩和弗里茨·斯特拉斯曼(奥地利犹太人，希特勒入侵奥地利后逃到瑞典)惊讶地发现，对铀的撞击产生了一种放射性轻元素，称为钡。哈恩和斯特拉斯曼把结果发给了斯德哥尔摩的马特纳斯。在那里，她和她的侄子、物理学家奥托·弗里希试图解开这个谜。他们的结论是，铀核并没有像预期的那样发射出粒子或粒子束，而是被拉长了，形成了一个腰，然后断成了两块几乎相等但比原核轻得多的碎片。它们的总质量小于原始铀核的质量，它们之间的质量差转化为能量。马特纳斯将这一过程命名为裂变。约里奥-居里进一步发现，铀的裂变释放出多余的中子，这些中子可以用来反过来分裂其他的铀原子。这为 *** 爆炸连锁反应的理论基础奠定了基础。奥托·哈恩和弗里茨·斯特拉斯曼在战争期间留在了德国。哈恩在1945年春天被盟军逮捕。当他在英国被拘留时，他得知自己获得了1944年的诺贝尔化学奖。领奖时，得知裂变装置对广岛和长崎的毁灭负有不可推卸的责任，他深感悲痛，也不再为自己的科学成就沾沾自喜。战后，一直心怀愧疚的奥托·哈恩成为核武器控制运动的主要倡导者。

核裂变和核聚变

核能是能源家族的新成员，包括裂变能和聚变能。裂变能是重金属元素的质子通过裂变释放出的巨大能量，目前已经商业化。由于裂变所需的铀等重金属元素在地球上稀缺，常规裂变反应堆会产生长寿命的放射性核废料，限制了裂变能的发展。核能的另一种形式是尚未商业化的聚变能。

核聚变是两个较轻的原子核汇聚成一个较重的原子核并释放能量的过程。氢同位素在自然界最容易发生聚变反应？？氘和氚的聚变已经在太阳中进行了150亿年。地球的海水富含氘，高达4万亿吨。如果全部用于聚变反应，释放的能量足够人类使用几百亿年，反应产物是氦，没有放射性污染。另外，由于核聚变需要极高的温度，一旦某个环节出现问题，燃料温度下降，聚变反应就会自动停止。换句话说，聚变堆是次临界反应堆，绝不会发生类似前苏联切尔诺贝利核(裂变)电站的事故。它是安全的。因此，聚变能是一种无限的、清洁的、安全的新能源。这也是为什么世界各国，尤其是发达国家，都在不遗余力的发展聚变能源。

其实人类已经实现氘氚核聚变了？？氢弹爆炸剧烈，但不可控的瞬间能量释放只会给人类带来灾难。人类需要的是可控核聚变来解决能源危机。聚变的之一步是使燃料处于等离子体状态，即进入物质的第四种状态。等离子体是完全电离的电中性气体。在等离子体中，由于温度较高，电子获得足够的能量摆脱原子核的束缚，原子核完全暴露出来，为原子核的碰撞准备了条件。当等离子体的温度达到几千万甚至上亿度时，原子核就能克服斥力，聚在一起。如果同时有足够的密度和足够的热能约束时间，这种聚变反应就可以稳定地继续下去。等离子体温度、密度和热能约束时间的乘积称为“聚变三乘积”。当达到1022时，聚变反应的输出功率等于驱动聚变反应的输入功率，必须超过这个基本值，聚变反应才能自持。由于三重产品的严格要求，可控核聚变的实现极其困难，真正建造商用聚变堆要等到21世纪中叶。作为21世纪理想的替代能源，核聚变的研究和发展对于中国和亚洲等能源需求巨大、化石燃料资源不足的发展中国家和地区具有重要的战略意义。

可控热核聚变能量的研究可以分为惯性约束和磁约束两种方式。惯性约束是在极短的时间内用超高强度激光照射靶体产生聚变。磁约束是指强磁场可以很好地约束带电粒子的特性，构造特殊的磁容器，建造聚变反应堆。在这个聚变反应堆中，聚变材料被加热到数亿摄氏度，实现聚变反应。20世纪下半叶，聚变能的研究取得了很大进展，托卡马克型磁约束的研究领先于其他途径。

可控热核聚变能源研究的一个突破是将超导技术成功应用于产生托卡马克强磁场的线圈，建成超导托卡马克，使磁约束构型的连续稳态运行成为现实。超导托卡马克被公认为是未来探索和解决具有超导堆芯的聚变堆工程和物理问题的最有效途径。目前只有俄罗斯、日本、法国和中国有超导托卡马克。法国Tore-supra超导托卡马克比HT-7大17.5倍，是世界上之一个真正实现高参数准稳态运行的装置。在放电时间长达120秒，等离子体温度2000万度，中心密度1.5×10 ^ 19功率/立方米，放电时间是热能约束时间的几百倍的条件下。

什么是重水？

在电流的作用下，水可以分解成氢气和氧气。但是在水电解的过程中，有一个奇怪的现象，就是在电解结束的时候，总会有少量的水残留下来，无法再分解。直到1932年美国物理学家尤里通过光谱分析发现了重氢，人们才意识到这种很难电解的水原来是由重氢和氧组成的。

普通氢原子也叫氢原子。它的原子核包含一个没有中子的质子，它的相对原子质量是1。它与氧结合形成相对分子质量为18的普通水。重氢也被称为氘，在希腊语中是“第二”的意思。氘的原子核比普通氢多一个中子，所以相对原子质量是2。氘和氧的化合物也是水，但相对分子质量是20，比普通水重10%，所以叫重水。

为什么这么多国家的科学家如此重视重水？因为重水有一个重要的特性，它可以降低原子核反应堆中中子的速度，而且几乎不吸收中子，所以它是更好的中子慢化剂。只有减速的中子才能有效裂变铀-235，核裂变反应才能继续。当时有些国家在尝试制造 *** ，没有中子慢化剂，不可能进行原子裂变实验。

但是，制造重水是非常困难的，因为它在水中的含量只有1.5%，平均每七吨水只有一公斤重水。如果用电解法生产这一公斤重水，就要消耗6万度电，是冶炼一吨铝的3倍多。难怪重水那么珍贵，那么值钱！

虽然重水总是混在普通水中，但它们就像孪生兄弟，很难分开，只是性质相差甚远。

比如普通水0℃结冰，重水3.82℃结冰；普通水的沸点是100℃，而重水的沸点是101.42℃。利用它们不同的沸点，我们还可以通过反复蒸馏制造重水。

在重水里，物质的溶解度比在普通水中小很多，很多化学反应的速度也慢很多。声音在重水中比在普通水中传播得慢。

核裂变是什么意思？

核裂变又称核裂变，是指重原子(主要是铀或钚)分裂成较轻原子的一种核反应形式。 *** 和裂变核电站或核电站都是靠核裂变提供动力的。其中，铀裂变在核电站中最为常见。加热后，铀原子释放2到4个中子，然后撞击其他原子，从而形成连锁反应和自发裂变。

以上抄袭自百度百科。

什么是核裂变？

核聚变是由两个小原子合成一个大原子。

核裂变是一个大原子分裂成两个较小的原子。

核聚变又称核聚变，是指质量较小的原子如氘、氚在一定条件下(如超高温、高压)相互聚合生成中子和氦-4，并伴随巨大能量释放的一种核反应形式。原子核中有巨大的能量。根据质能方程e = MC ^ 2；原子核的静态质量变化(质量缺陷)导致能量释放。如果从重核变成轻核，那就叫核裂变，比如 *** 爆炸；如果你从一个较轻的原子核变成一个较重的原子核，那就叫核聚变，比如恒星不断发出光和热的能量来源。

与核裂变相比，核聚变产生的放射性污染等环境问题更少。比如氘和氚的核聚变反应，其原料可以直接取自海水，是一种理想的获取能量的方式。

目前人类已经可以实现无控核聚变，比如氢弹的爆炸。但如果能量能被人类有效利用，就需要合理控制核聚变的速度和规模，实现持续稳定的能量输出；但是触发核聚变反应必须消耗能量，所以人工核聚变的能量和触发核聚变的能量必须达到一定的比例才有经济效果。科学家们正在努力研究如何控制核聚变，但现在看来还有很长的路要走。目前可控核聚变有几种方法:超声波核聚变、激光约束(惯性约束)核聚变和磁约束核聚变(托卡马克)。

核裂变的原理是什么？

核裂变又称核裂变，是指一个重核(主要是铀核或钚核)分裂成两个或两个以上质量较小的原子的一种核反应形式。

*** 或核电站的能量来源是核裂变。其中，铀裂变在核电站中最为常见。热中子轰击铀-235原子后，会释放2到4个中子，这些中子会撞击其他铀-235原子，从而形成连锁反应。

裂变释放的能量与质量能量在原子核中的储存方式有关。从最重的元素到铁，储能效率基本上是在变化的，所以任何把重核能分裂成较轻原子核(直到铁)的过程，都是有利于能量关系的。如果较重元素的原子核能分裂形成较轻的原子核，就会释放能量。

对于核弹来说，连锁反应就是失控爆炸，因为每个原子核的裂变都会引起其他几个原子核的裂变。对于核反应堆来说，反应速率是通过插入控制棒来控制的，这样平均下来，每个堆芯的裂变刚好触发另一个堆芯的裂变。

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