核裂變的基本反應原理是什麼?

颺清風


核裂變是原子核反應的一種。與之並列的還有核聚變

核裂變就是指由重的原子核(主要是指鈾核或鈈核)分裂成兩個或多個質量較小的原子的一種核反應形式。原子彈或核電站的能量來源就是核裂變。

鈾裂變反應方程式:235U+1n=137Ba+97Kr+2n

前面的答主都對反應做了非常詳盡的解答,所以我寫一些更加基本的原理。

總的來說,核反應的基本原理都是一個近代物理學最最基礎的方程,大名鼎鼎的愛因斯坦質能守恆方程

就是你經常看到的E=mc²

不論是核裂變核聚變快中子慢中子魔爐還是反物質湮滅放出能量

都離不開這個方程

質能守恆的本質就是損失質量產生能量的過程。


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核裂變又稱核分裂,是一個原子核分裂為多個原子核並釋放原子能的過程。

核裂變只有一些質量非常大的原子核像鈾(yóu)、釷(tǔ)等才能發生核裂變。這些原子的原子核在吸收一箇中子以後會分裂成兩個或更多個質量較小的原子核,同時放出二個到三個中子和很大的能量,又能使別的原子核接著發生核裂變……,使過程持續進行下去,這種過程稱作鏈式反應。


原子核在發生核裂變時,釋放出巨大的能量稱為原子核能,俗稱原子能。1噸鈾-235的全部核的裂變將產生20,000兆瓦小時的能量(足以讓20兆瓦的發電站運轉1,000小時),與燃燒300萬噸煤釋放的能量一樣多。


核裂變所釋放的高能量中子移動速度極高(快中子),因此必須通過減速,以增加其撞擊原子的機會,同時引發更多核裂變。一般商用核反應堆多使用慢化劑將高能量中子速度減慢,變成低能量的中子(熱中子)。商營核反應堆普遍採用普通水、石墨和較昂貴的重水作為慢化劑。


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1、核裂變又稱核分裂是指由重的原子核(主要是指鈾核或鈈核)分裂成兩個或多個質量較小的原子的一種核反應形式。原子彈或核能發電廠的能量來源就是核裂變。其中鈾裂變在核電廠最常見,熱中子轟擊鈾-235原子後會放出2到4箇中子,中子再去撞擊其它鈾-235原子,從而形成鏈式反應。

2、原理:裂變釋放能量是與原子核中質量-能量的儲存方式有關。從最重的元素一直到鐵,能量儲存效率基本上是連續變化的,所以,重核能夠分裂為較輕核(到鐵為止)的任何過程在能量關係上都是有利的。如果較重元素的核能夠分裂並形成較輕的核,就會有能量釋放出來。

主要應用:

核電站和原子彈是核裂變能的兩大應用,兩者機制上的差異主要在於鏈式反應速度是否受到控制。核電站的關鍵設備是核反應堆,它相當於火電站的鍋爐,受控的鏈式反應就在這裡進行。核反應堆有多種類型,按引起裂變的中子能量可分為:熱中子堆和快中子堆。

熱中子的能量在0.1eV(電子伏特)左右,快中子能量平均在2eV左右。運行的是熱中子堆,其中需要有慢化劑,通過它的原子與中子碰撞,將快中子慢化為熱中子。慢化劑用的是水、重水或石墨。堆內還有載出熱量的冷卻劑,冷卻劑有水、重水和氦等。

根據慢化劑和冷卻劑和燃料不同,熱中子堆可分為輕水堆(用輕水作慢化劑和冷卻劑稍加濃鈾作燃料)、重水堆(用重水作慢化劑和冷卻劑稍加濃鈾作燃料)和石墨水冷堆(石墨慢化,輕水冷卻,稍加濃鈾),輕水堆又分壓水堆和沸水堆。


百百圖文


磁場裡高速流動的物質轉化為金屬態氫離子,金屬態氫離子的“磁力矩”相互切割聚合形成新元素的同時釋放電磁波——能量(爆炸)。

裂變不會產生電磁波,裂變是為聚變提供金屬態氫離子。

熱核反應質量守恆,物質不會轉化成能量;鏈式反應是衝擊波層流裡高速流動的物質轉化的金屬態氫離子聚合的新元素反覆裂解為金屬態氫離子產生了連續的爆炸。



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