核聚变和核裂变的原理是什么,什么叫核裂变什么叫核聚变( 二 )


磁约束核聚变(托卡马克、仿星器、磁镜、反向场、球形环等),这种方式目前被认为是最有前途的 。
核裂变简介

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 。
核裂变的原理
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 。

核聚变和核裂变的原理是什么,什么叫核裂变什么叫核聚变

文章插图
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 。
对于核弹,链式反应是失控的爆炸 , 因为每个核的裂变引起另外好几个核的裂变 。对于核反应堆,反应进行的速率用插入控制棒来控制 , 使得平均起来每个核的裂变正好引发另外一个核的裂变 。
【核聚变和核裂变的原理是什么,什么叫核裂变什么叫核聚变】核裂变所释放的高能量中子移动速度极高(快中子),因此必须通过减速,以增加其撞击原子的机会,同时引发更多核裂变 。一般商用核反应堆多使用慢化剂将高能量中子速度减慢,变成低能量的中子(热中子) 。商营核反应堆普遍采用镉棒、石墨和较昂贵的重水作为慢化剂 。

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