核聚变和核裂变有什么区别?
核聚变和核裂变有什么区别?
裂,即分裂,是一个变多个;而聚,即聚集,是多个变一个。
对于核物理,本质是一样的,都是在转换的过程中损失了质量,变成了能量。当前的应用来讲,常用的核聚变一般是指氘和氚聚变成氦的过程,常用的核裂变有钍Th、233U铀、235U铀、239Pu钚等的裂变。从控制的角度来讲,区别是,裂变容易控制和引发,只需控制中子流的密度,而聚变不容易控制。需要上亿度的高温,但聚变却是在宇宙中最常见的核反应。从环境的角度来讲,区别是,裂变更加污染环境,而聚变相比较就要好很多。无论是从控制还是环境的角度来区分,这都不能说明是这两类反应的本质区别,只是不同原料和方式的区别,换一种原料和方式,就是同一类反应也是会有区别的。我们将来也有可能会发现更容易控制的聚变方式和原料或裂变方式原料,而且没有污染。比如说正反物质的湮灭就是。
核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化。只有一些质量非常大的原子核像钍Th(90,232)、铀U(92,238)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分裂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克完全发生核裂变后放出的能量相当于燃烧2.5吨煤所产生的能量。
核聚变。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。
核聚变:是几个或一些氢原子核聚变为一个较重的原子核,并放出巨大的能量的过程。太阳内部连续进行着氢聚变成氦He(2,4)过程,它的光和热就是由核聚变产生的。比威
力更大的核武器是,就是利用核聚变来发挥作用的。
原子由原子核和核外电子构成,其中原子核又由质子和中子构成。根据原子核变化情况的不同,可分为三种类型:核裂变、核聚变和核衰变。
1、三种类型的概念
衰变:指原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化过程。放出α粒子的衰变叫做α衰变;放出β粒子的衰变叫做β衰变。
裂变:指重核分裂成两个或几个质量相差不大的部分的过程。
聚变:指较轻原子核聚合成较重原子核的核反应过程。
2、三种类型的能量释放
由爱因斯坦质能方程△E=△mc2可知,物体具有的能量跟它的质量之间存在着简单的正比关系,物体的质量和能量在一定条件下是可以相互转化的。如果原子核反应后的总质量小于反应前的总质量,则减小的质量将变为能量释放出来。在核的裂变、聚变和衰变中,由于有质量的损失,所以都有一定能量放出。但是,在单位时间、单位质量的核裂变、聚变和衰变中放出能量多少是不一样的。一般说来,衰变放出的最少,裂变放出的较多,而聚变放出的最多。如:单位质量的氘核聚变是单位质量235U裂变所放出能量的4倍左右。
3、人类对三种类型中放出能量的利用
A、衰变能的利用
在目前人类发现的两千多种原子核中,绝大多数的原子核是不稳定的,它们在自发的、缓慢的变成新核的过程中放出能量。地球内部巨大的热能就是地球在漫长的演化过程中,由岩石中所含的铀U、钍Th、镭Ra等放射性元素衰变中释放的能量积累而来。地热是一种取之不尽、洁净的能源。现在,世界上许多国家已利用地热取暖、育种、发电等。
核电站利用什么发电
B、核的裂变能已被人类用之于军事、经济和科研等方面。
现在的核能主要是利用原子核的裂变能,重要的裂变材料
有钍Th、233U、235U、239Pu钚等。核能能量密集,核电站地区适应性强,运转费用低,收益大。因此,世界各国尤其发达国家竞相发展核电站。
C、核聚变能的利用
核聚变反应在宇宙中是很普遍的现象。在太阳和许多恒星内部,温度高达100万度以上,在那里进行着激烈的核反应。太阳每秒中放出的能量约为3.8* 1026焦耳,到达地球的仅约20亿分之一,但对我们人类的意义却非常大。一是没有太阳就没有生命,没有人类;二是我们利用的能源绝大多数来源于太阳。如:石油、煤、天然气、水能、风能、生物能、沼气等。人工核聚变已开始用在军事上,如,它的为氘化锂,可以做得很大,它的TNT当量可达千万吨级。
现在,人类已力图使用人工核聚变作能源。首先,聚变反应放出的能量比裂变放出的能量大得多;其次,核聚变不产生放射性废物;最后,核裂变原料钍Th、铀U、钚Pu等在地球上的储量据估计只能用几百年;而核聚变原料氘在地球上是取之不尽的,它广泛地存在于海水中。每克氘聚变可以放出105千瓦小时的能量,而地球表面海水存量是1018吨的数量级。所以海水中蕴藏的氘所能供给的聚变能是1025千瓦小时的数量级。按目前世界能源消耗率估计可以用几百亿年。可见,人类一旦解决利用核聚变能的技术难题,世界上的能源问题也就解决了。
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1、衰变、裂变、聚变的物理方程式有何区别?
衰变分a和&衰变, 衰变指的是有高位同位数的原子由高位失去中子到低位的过程,如C14转变成C12的过程。裂变则是原子核发生变化,如U235裂变成Ba141 和氪92 和3个中子的过程。聚变也是原子核发生变化,如H2聚变成He4的过程。
2、物理变化和化学变化的区别和共同之处是什么?
化学变化是粒子分解后重组,物理变化是粒子未发生分解和重组(这里的粒子广义的指分子,离子,原子.随便再说下核变化,
是指原子内发生衰变,裂变,聚变,导致质量亏损或赢余,由爱因斯坦的质能方程放出巨大能量的过程) 共同之处是物质都发生了变化...
3、核能可做什么?
核能可分为三类:(1)裂变能,重元素(如铀、钚等)的原子核发生分裂时释放出来的能量;(2)聚变能,由轻元素(氘和氚)原子核发生聚合反应时释放出来的能量;(3)原子核衰变时发出的放射能。核能发电: 核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能。...
4、核能到底是什么?
核能可分为三类:(1)裂变能,重元素(如铀、钚等)的原子核发生分裂时释放出来的能量;(2)聚变能,由轻元素(氘和氚)原子核发生聚合反应时释放出来的能量;(3)原子核衰变时发出的放射能。核能与化学能的区别在于,化学能是靠化学反应中原子间的电子交换而获得能量。
5、原子核的形成
原子核具有衰变现象(包括人工的).另外,原子核还能产生裂变(重核)和聚变(轻核),从而获得巨大的原子能..
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聚变可以同裂变同时进行吗?
答:完全可以.在中,氘与氚(都是氢元素)的聚变需要极高的温度使他们变成等离子体才能发生,而这些能量由内部的小规模核裂变提供,因而是可能一起发生的.现在和平利用核能的实验中也有利用激光和电热使氘与氚聚变的.但裂变需要的是不同的原子.因而只要有不同原子就有可能办到.答:是可以的,20,000摄氏度以上就行。是裂变,叫单相弹使用裂变产生的高温引发聚变,叫二相弹。888888
两个较轻的原子(质量数大致小于16)聚合成一个较重的原子核,同时放出大量的能量,这种核反应叫
聚变反应。它是获得原子能的重要途径之一。一升的海水约含有0.03克的氘,
通过核聚变反应能产生相当于300升汽油燃烧所放出的能量。由于原子核间有很强的静电斥力,核聚变反应必须在几千万摄氏度至上亿摄氏度的高温下才能发生。太阳和一些恒星内部温度很高,原子核有足够在的动能克服核间静电斥力而发生聚变反应。太阳里发生的持续的核聚变反应,源源不断地给我们提供光和热。
一个重的原子核分裂成两个质量略为不同的较轻的原子核,同时放出大量能量,这种反应叫做裂变反应。裂变有自发裂变和受激裂变反应两种。自发裂变是原子核不稳性的一种表现形式,天然同位素自发裂变半衰期都很长,如铀-238约为1016年;一些原子核比铀原子核重的同位素(超铀核素)自发裂变半衰期相对较短,如锎-252只有85.5年。重原子核受到其他粒子(中子、带电粒子、光子)轰击时分裂成两个质量略为不同的较轻原子核,叫受激裂变。1947年,我国科学家钱三强、何泽慧首先观察到中子轰击铀裂变时,铀核也有分裂成三块或四块的情况。但这种现象是非常稀少的。三分裂和四分裂相对于二分裂之比分别为3:1000和3:10000。重核裂变时释放出大量的能量,是获得原子能重要途径之一。1公斤铀-235完全裂变释放出的能量相当于两万吨爆炸时释放的能量,也相当于2700吨标准煤完全燃烧释放出的能量。重核裂变反应释放的大量能量已在核电站中得到充分应用。
爱因斯坦1905年在提出相对论时指出,物质的质量和能量是同一事物的两种不同形式,质量可以消失,
但同时会产生能量。1938年,德国科学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼在居里夫人实验的基础上,发现了核裂变现象:当中子撞击铀原子核时,一个铀核吸收了一个中子,分裂成两个较轻的原子核,在这个过程中质量发生亏损,因而放出很大的能量,并产生两个或三个新的中子,这就是核裂变反应。
1946年,在法国居里实验室工作的中国科学家钱三强、何泽慧夫妇发现了铀核的"三裂变"、"四裂变"现象,即铀原子核在中

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