核电
首页 国内资讯 国际资讯 政策法规 专家观点 视频 核科普 核电技术 "十四五"中国核电
产品选型与服务总库

核裂变与核聚变是两个相反的过程,为何都能释放能量?

2020-03-09 09:55  来源:艾伯史密斯     核裂变   核能   核聚变

核裂变与核聚变释放能量,是以铁-56为分界线的,铁-56的比平均结合能最低,是所有原子核中最稳定的。


核裂变与核聚变释放能量,是以铁-56为分界线的,铁-56的比平均结合能最低,是所有原子核中最稳定的。
 
我们知道,氢弹的爆炸原理是核聚变,原子弹的爆炸原理是核裂变,核裂变与核聚变似乎是两个相反的过程,为何都能释放大量能量呢?
 
 
其中的原理与原子核的构成有关,原子由原子核与核外电子组成,原子核又由质子和中子构成,把质子和中子束缚在一起的力叫做强相互作用,强相互作用是四种基本力中最强的,强度是电磁相互作用的137倍,是万有引力相互作用的10^39倍。
 

 
我们来想象这么一个过程,两个天体因为万有引力相互吸引而绕行,如果我们要把两个天体分开,就需要借助外力的作用使其相互远离,这个过程需要输入能量来克服引力势能,所以两个天体靠得越远引力势能越大。

 
我们可以类比原子核内的情况,以氦-4为例,质子和中子通过强力结合在一起,如果我们要把原子核中的质子和中子完全分开,就需要输入能量,说明质子和中子在完全分开的情况下,整体具有的能量更高。
 
反过来说,质子和中子相互结合时就会释放能量,氢元素聚变为氦元素就属于这种情况,由于强相互作用很强,所以强力变化导致的能量释放也高,强力比电磁力强137倍,自然化学反应中的能量变化无法与核反应相比较。

 

于是核聚变就能释放巨大的能量,但是要引发核聚变并不容易,因为强力的作用范围非常小,原子核间必须克服质子的排斥力(电磁力),使质子间的距离达到强力作用范围后才能结合,比较直观的办法就是增加原子核的撞击速度和撞击频率,宏观条件就是增加温度和压力。
 
 
但是随着质子数的增加,会遇到一个大问题,就是强力的作用范围很有限,而质子间的的电磁力还在叠加,于是随着核子(质子和中子)数的增加,强力的作用在减弱,原子核反而变得不稳定,最后甚至无法形成稳定的原子核,其中的临界线就是铁-56。

 

 
于是小于铁的原子,聚变会释放能量,而高于铁的原子,裂变也会释放能量,但是重原子核内的强相互作用没有轻原子核内的强,所以裂变释放的能量没有聚变高。

 
在物理学中,我们用结合能来表示把不同原子核分解为质子和中子时,需要输入能量的大小,显然核子数越多结合能也越高。

 

 
真正反应原子核稳定性的是平均结合能,也就是结合能与核子数的比值,原子核的平均结合能越高,原子核就越稳定,平均结合能越低,原子核就更容易发生聚变或者裂变,由于质量和能量是等效的,所以我们也可以用核子平均质量来描述。
 

 

平均结合能就如一个在重力作用下的小球,小球越在靠近谷底的地方越稳定,越靠近山顶越不稳定,当小球从山顶滑落到谷底时,在重力作用下势能就会做功,在原子核中也是类似的,原子核平均核子质量降低,就会释放能量,所以核聚变与核裂变都会释放能量。
 

免责声明:本网转载自合作媒体、机构或其他网站的信息,登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考,不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之,本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者,视为自愿接受本网站声明的约束。

图为技术

深圳核博会

中国核电网


推荐阅读

玻璃钢生产厂家晋城玻璃钢花池制作通化玻璃钢公仔雕塑南平玻璃钢茶几多少钱梅州玻璃钢树池坐凳加工锦州玻璃钢沙发定制锦州玻璃钢花池公司西宁不锈钢花盆公司吴忠玻璃钢设备外壳厂家直销扬州玻璃钢茶几制作新乡玻璃钢花盆价格烟台玻璃钢浮雕价格巴中玻璃钢花池制作杭州玻璃钢景观雕塑厂家安顺玻璃钢人物雕塑定制聊城玻璃钢花槽批发泉州玻璃钢装饰工程制造南京玻璃钢摆件批发黄冈玻璃钢医疗外壳哪家好哈尔滨玻璃钢花箱公司河源玻璃钢茶几制造金华玻璃钢浮雕生产厂家鞍山玻璃钢沙发定做福州玻璃钢装饰造型加工抚顺玻璃钢机械外壳多少钱天津玻璃钢花钵定制台湾玻璃钢休闲椅厂襄阳玻璃钢浮雕制作锦州玻璃钢装饰工程加工东营玻璃钢花箱生产厂家益阳玻璃钢前台厂家香港通过《维护国家安全条例》两大学生合买彩票中奖一人不认账让美丽中国“从细节出发”19岁小伙救下5人后溺亡 多方发声卫健委通报少年有偿捐血浆16次猝死汪小菲曝离婚始末何赛飞追着代拍打雅江山火三名扑火人员牺牲系谣言男子被猫抓伤后确诊“猫抓病”周杰伦一审败诉网易中国拥有亿元资产的家庭达13.3万户315晚会后胖东来又人满为患了高校汽车撞人致3死16伤 司机系学生张家界的山上“长”满了韩国人?张立群任西安交通大学校长手机成瘾是影响睡眠质量重要因素网友洛杉矶偶遇贾玲“重生之我在北大当嫡校长”单亲妈妈陷入热恋 14岁儿子报警倪萍分享减重40斤方法杨倩无缘巴黎奥运考生莫言也上北大硕士复试名单了许家印被限制高消费奥巴马现身唐宁街 黑色着装引猜测专访95后高颜值猪保姆男孩8年未见母亲被告知被遗忘七年后宇文玥被薅头发捞上岸郑州一火锅店爆改成麻辣烫店西双版纳热带植物园回应蜉蝣大爆发沉迷短剧的人就像掉进了杀猪盘当地回应沈阳致3死车祸车主疑毒驾开除党籍5年后 原水城县长再被查凯特王妃现身!外出购物视频曝光初中生遭15人围殴自卫刺伤3人判无罪事业单位女子向同事水杯投不明物质男子被流浪猫绊倒 投喂者赔24万外国人感慨凌晨的中国很安全路边卖淀粉肠阿姨主动出示声明书胖东来员工每周单休无小长假王树国卸任西安交大校长 师生送别小米汽车超级工厂正式揭幕黑马情侣提车了妈妈回应孩子在校撞护栏坠楼校方回应护栏损坏小学生课间坠楼房客欠租失踪 房东直发愁专家建议不必谈骨泥色变老人退休金被冒领16年 金额超20万西藏招商引资投资者子女可当地高考特朗普无法缴纳4.54亿美元罚金浙江一高校内汽车冲撞行人 多人受伤

玻璃钢生产厂家 XML地图 TXT地图 虚拟主机 SEO 网站制作 网站优化