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聚变和裂变哪个可控(哪个是可控的)

2024-04-01 06:44:15 科技 聚变 核裂变 能量 质量

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本文目录

  1. 裂变与聚变有什么区别吗
  2. 核聚变是核裂变的几倍
  3. 核聚变和核裂变听起来是两个完全相反的过程,为什么都会释放能量
  4. 核聚变和核裂变,哪个是可控的

裂变与聚变有什么区别吗

我记得上学的时候老师讲的是:裂变就字面意思是变化分出去很多,聚变就字面意思是聚集在一起都往中心靠拢。

按照图片显示的物理意思是核聚变和核裂变反应正好相反,核裂变就是重原子核通过一系列的反应变为轻原子核,核聚变就是轻原子经过一系列的化学变化聚集成重原子。

核聚变是核裂变的几倍

核聚变是核裂变的4倍。

核裂变是一个原子核成几个原子核的变化。只有一些质量非常大的原子核像铀、钍等才能发生核裂变。这些原子的原子核在吸收一个中子以后会成两个或更多个质量较小的原子核,同时放出二个到三个中子和很大的能量,又能使别的原子核接着发生核裂变……,使过程持续进行下去,这种过程称作链式反应。原子核在发生核裂变时,释放出巨大的能量称为原子核能,俗称原子能。1核聚变的过程与核裂变相反,是几个原子核聚合成一个原子核的过程。只有较轻的原子核才能发生核聚变,比如氢的同位素氘、氚等。核聚变也会放出巨大的能量,而且比核裂变放出的能量更大。太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程,它的光和热就是由核聚变产生的.

核聚变和核裂变听起来是两个完全相反的过程,为什么都会释放能量

核反应能量释放的原理在于这个公式:E=MC^2,E是能量,M是质量,C是一个常数,代表真空中的光速。这个公式表明了能量可以由质量转换得到,如何去转换呢?将这个公式稍微改变一下,变成△E=△MC^2,△符号表示差量,通过这样变化我们可以看出,质量的差量可以转化成能量并释放出来。

现在明白了吧,能量的释放主要在于质量的亏损,核聚变和核裂变之所以都能释放能量,其原理在于这两个反应的反应前后质量不对等,少的那部分质量转换成了能量。

拿两个实际的例子给你说明一下:

核裂变——

通过核裂变释放能量,利用铀元素的同位素铀235做核裂变反应,这个反应的过程是一个铀原子吸收一个中子,裂变成一个钡原子核一个氪原子,并释放三个中子。反应方程式是这样的:U235+1n→Ba142+Kr91+3n。

我们计算一下反应前后的质量:左边铀原子的质量加上一个中子的质量为236.0526u,右边钡加氪加上三个中子的质量为235.8373u,比左边少0.2153u,这就说明发生了质量亏损,这损失的质量就转换成了能量。这就是核裂变能产生能量的原因。

核聚变——

的主要原理是核聚变,利用氢元素的同位素氘、氚,通过聚合反应将氢变成氦。这个反应过程大致是这样的:首先外加能量使氘和氚聚合在一起,质子相加形成两个质子的原子核——氦,同时释放出一个中子。

反应方程式如下:2H+3H→He+1n,通过计算左右两边的质量,右边的质量大约比左边的质量少了0.0189u,这说明核聚变也发生了质量亏损,这损失的质量同样转化成了能量,所以核聚变也能产生能量。

Bytheway:太阳能够源源不断地发光放热也是因为太阳上一直在发生了强烈的核聚变,并且截至目前,太阳已经核聚变了40多亿年,估计还能反应50多亿年。

回到你的问题:一堆原子先聚变再裂变就会一直释放巨大的能量,是吗?

是的!事实上我们利用的核裂变的能量就是通过核聚变产生的重元素再裂变出来的,但聚变需要能量,人工合成铀元素所需要的聚变能量远远大于铀元素核裂变所释放的能量,这明显是笔亏本买卖。那这些元素是哪来的呢?答案是大自然。

铀元素的形成来自于超大质量恒星,超大质量恒星在氢核聚变反应结束之后,恒星在自身强大的万有引力的作用下向内坍塌,压缩,造成超高温、高压的环境,这样极端的环境促使了更重的元素的聚变形成,比如金、铂、铀、钚等元素,,,接着再通过宇宙中的一些高能反应比如超星星,将这些元素散播到宇宙空间中,其中一些则来到的地球。

这个过程将势能、热能等复杂的能量通过核聚变转换成了核能并储存在元素中,我们再通过核裂变将其释放出来,大致就是这么个过程。

图片来源:网络

核聚变和核裂变,哪个是可控的

聚变目前尚不可控,裂变可控!核裂变,又称核,是指由重的原子,主要是指铀或钚,成较轻的原子的一种核反应形式。以及裂变核电站或是核能发电厂的能量来源都是核裂变。其中铀裂变在核电厂最常见,加热后铀原子放出2到4个中子,中子再去撞击其它原子,从而形成链式反应而自发裂变。

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