核聚变和核裂变哪个可以控制

admin 2023-03-06 08:00 阅读数 #综合学识

核裂变和核聚变的区别

一、概念不同

1、核裂变

核裂变,又称核分裂,是指由重的原子核(主要是指铀核或钚核)分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。

原子弹或核能发电厂的能量来源就是核裂变。其中铀裂变在核电厂最常见,热中子轰击铀-235原子后会放出2到4个中子,中子再去撞击其它铀-235原子,从而形成链式反应。

2、核聚变

核聚变(nuclear fusion),又称核融合、融合反应、聚变反应或热核反应。核是指由质量小的原子,主要是指氘,在一定条件下(如超高温和高压),只有在极高的温度和压力下才能让核外电子摆脱原子核的束缚,让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起,发生原子核互相聚合作用。

生成新的质量更重的原子核(如氦),中子虽然质量比较大,但是由于中子不带电,因此也能够在这个碰撞过程中逃离原子核的束缚而释放出来,大量电子和中子的释放所表现出来的就是巨大的能量释放。

二、原理不同

1、核裂变

裂变释放能量是与原子核中质量-能量的储存方式有关。从最重的元素一直到铁,能量储存效率基本上是连续变化的,所以,重核能够分裂为较轻核(到铁为止)的任何过程在能量关系上都是有利的。如果较重元素的核能够分裂并形成较轻的核,就会有能量释放出来。

然而,很多这类重元素的核一旦在恒星内部形成,即使在形成时要求输入能量(取自超新星爆发),它们却是很稳定的。不稳定的重核,比如铀-235的核,可以自发裂变。

快速运动的中子撞击不稳定核时,也能触发裂变。由于裂变本身释放分裂的核内中子,所以如果将足够数量的放射性物质(如铀-235)堆在一起,那么一个核的自发裂变将触发近旁两个或更多核的裂变,其中每一个至少又触发另外两个核的裂变,依此类推而发生所谓的链式反应。

这就是称之为原子弹(实际上是核弹)和用于发电的核反应堆(通过受控的缓慢方式)的能量释放过程。

2、核聚变

核聚变,即轻原子核(例如氘和氚)结合成较重原子核(例如氦)时放出巨大能量。因为化学是在分子、原子层次上研究物质性质,组成,结构与变化规律的科学,而核聚变是发生在原子核层面上的,所以核聚变不属于化学变化。

三、起源不同

1、核裂变

莉泽·迈特纳(Lise Meitner)和奥托·哈恩(Otto Hahn)同为德国柏林威廉皇帝研究所(Kaiser Wilhelm Institute)的研究员。

作为放射性元素研究的一部分,迈特纳和哈恩曾经奋斗多年创造比铀重的原子(超铀原子)。用游离质子轰击铀原子,一些质子会撞击到铀原子核,并粘在上面,从而产生比铀重的元素。这一点看起来显而易见,却一直没能成功。

他们用其他重金属测试了自己的方法,每次的反应都不出所料,一切都按莉泽的物理方程式所描述的发生了。可是一到铀,这种人们所知的最重的元素,就行不通了。整个20世纪30年代,没人能解释为什么用铀做的实验总是失败。

从物理学上讲,比铀重的原子不可能存在是没有道理的。但是,100多次的试验,没有一次成功。显然,实验过程中发生了他们没有意识到的事情。他们需要新的实验来说明游离的质子轰击铀原子核时究竟发生了什么。

最后,奥多想到了一个办法:用非放射性的钡作标记,不断地探测和测量放射性的镭的存在。如果铀衰变为镭,钡就会探测到。

2、核聚变

核聚变程序于1932年由澳洲科学家马克·欧力峰(英语:MarkOliphant)所发现。随后于1950年代早期,他在澳洲国立大学(ANU)成立了等离子体核聚变研究机构(FusionPlasmaResearch)。

参考资料来源:百度百科-核聚变

参考资料来源:百度百科-核裂变

核裂变和核聚变的区别是什么?

1、性质不同:核裂变是由重的原子核分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式,而核聚变是由质量小的原子,在一定条件下,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。

2、起源不同。核裂变起源于德国,由德国的迈特纳和哈恩研究发现,而核聚变起源于澳洲,由澳洲科学家马克·欧力峰所发现。

3、反应不同:核聚变反应和核裂变反应刚好相反,核裂变是重原子核分裂为轻原子核,而核聚变则是让轻原子核结合成较重的原子核从而释放能量,可控核聚变的能量要比可控核裂变大的多,并且也不会产生核辐。

扩展内容:

当物质达到几百万摄氏度以上的超高温时,聚变物质完全电离成等离子体。在高温,高密度等离子体中,剧烈的热运动使一部分轻核获得足够的动能而在碰撞中达到十分接近的距离,从而发生聚变。

在地球上,尽管核聚变的原料氢比核裂变的原料铀要丰富得多,但通常难以获得引发核聚变的超高温和超高压,唯一已实现并能释放大量核能的人为核聚变是氢弹爆炸。氢弹是通过原子弹爆炸所产生的高温、高压来引发氢核聚变的。

以上内容参考  百度百科-核裂变

以上内容参考  百度百科-核聚变

核裂变和核聚变有什么区别啊?

核聚变就是小质量的两个原子合成一个比较大的原子 。

核裂变就是一个大质量的原子分裂成两个比较小的原子。

核聚变,又称核融合,是指由质量小的原子,比方说氘和氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成中子和氦-4,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量。根据质能方程E=mc^2;,原子核之静质量变化(质量亏损) 造成能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核,称为核裂变,如原子弹爆炸;如果是由较轻的原子核变化为较重的原子核,称为核聚变,如恒星持续发光发热的能量来源。

相比核裂变,核聚变的放射性污染等环境问题少很多。如氘和氚之核聚变反应,其原料可直接取自海水,来源几乎取之不尽,因而是比较理想的能源取得方式。

目前人类已经可以实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用,必须能够合理的控制核聚变的速度和规模,实现持续、平稳的能量输出;而触发核聚变反应必须消耗能量,因此人工核聚变的能量与触发核聚变的能量要到达一定的比例才能有经济效应。科学家正努力研究如何控制核聚变,但是现在看来还有很长的路要走。目前主要的几种可控制核聚变方式:超声波核聚变、激光约束(惯性约束)核聚变、磁约束核聚变(托卡马克)。

核聚变和核裂变的区别是什么?

1、性质不同:常用的聚变一般是氘和氚聚变成氦的过程,常用的裂变有铀,钚等的裂变。

2、从控制的角度不同: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。

3、从环境的角度不同:裂变更加污染环境,而聚变相比较就要好很多。

扩展内容:

需要注意核聚变默认为热核聚变,其产物不是一般化学反应生成的H原子,而是裸露的原子核、以高温等离子态聚集,没有电子,就不会形成化学键,也不会发生化学反应。高温等离子体降温以后,H核如果得到了电子变成H原子,那么这时候可以和氧发生化学反应,产物就是水。如果核聚变中断,D和T还有剩余,也可以生成水。

核聚变最常见的是D-D(氘-氘)或者D-T(氘-氚)聚变,主要产物是He(氦)。事实上过程比较复杂,也会生成H(氕,也就是普通氢)。其中He不参与任何化学反应,永远不会跟氧反应。

以上内容参考  百度百科-核聚变

以上内容参考  百度百科-核裂变

核聚变和核裂变的区别

核聚变和核裂变的区别在于不同的含义、不同的能量、不同的作用。

1、含义不同:核聚变是两个小质量的原子合成一个相对较大的原子,核裂变是一个大质量的原子分

2、产生不同的能量∶核裂变虽然能产生巨大的能量,但远不如核聚变。核聚变应在近亿度的高温条件下进行,原子弹在地球上爆炸时可以达到这个温度。裂变易于控制和引起,只需控制中子流的密度,而聚变不易控制,需要数亿度的高温,但聚变是宇宙中最常见的核反应。

3、功能不同:裂变堆的核燃料非常有限,不仅产生强辐射,伤害人体,而且几千年的废物难以处理,核聚变辐射少得多,核聚变燃料可以说取之不尽,取之不尽。裂变对环境的污染更大,而聚变要好得多。

核聚变就是小质量的两个原子合成一个比较大的原子;核裂变就是一个大质量的原子分裂成两个比较小的原子。前者释放的能量更大,常用的聚变一般是指氘和氚聚变成氦的过程,常用的裂变有铀、钚等的裂变。

从概念上讲,核聚变是指质量小的原子在一定条件下生成质量更重的新核,并伴随巨大能量释放的一种核反应形式,而核裂变是指重核分裂成两个或两个以上质量更小的原子的一种核反应形式。

无论是从控制的角度,还是从环境的角度,这并不意味着是两类反应的本质区别,而是不同的原料和方法的区别。即使是同类型的反应,如果改变原料和方法,也会有所不同。

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