核裂变和核聚变的区别

2024-05-09 05:42

1. 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

2. 核聚变和核裂变有什么区别

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铀、钍等才能发生核裂变。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克铀235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。比原子弹威力更大的核武器是氢弹,就是利用核聚变来发挥作用的。
       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。太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程,它的光和热就是由核聚变产生的。

3. 核聚变和核裂变的区别是什么?

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核聚变和核裂变的区别是什么?

4. 核聚变和核裂变的区别

核裂变是一个核分裂成两个或以上,核聚变是两个或以上原子核聚合成一个。从数量上说,一个是少变多,一个是多变少。具体区别如下:
1.含义不同:
核聚变(nuc ear 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。

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。


2. 产生的能量不同:核裂变虽然能产生巨大的能量,但远远比不上核聚变。核聚变要在近亿度高温条件下进行,地球上原子弹爆炸时可以达到这个温度。


3.作用不同:
裂变堆的核燃料蕴藏极为有限,不仅产生强大的辐射,伤害人体,而且遗害千年的废料也很难处理,如: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。
核聚变的辐射则少得多,且生成新的质量更重的原子核(如氛),中子质量较大,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。

核能(nuclear energy)是人类历史上的一项伟大发现,这离不开早期西方科学家的探索发现,他们为核能的发现和应用奠定了基础。可一直追溯到19世纪末英国物理学家汤姆逊发现电子开始,人类逐渐揭开了原子核的神秘面纱。

核能是人类最具希望的未来能源之一。人们开发核能的途径有两条:一是重元素的裂变,如铀的裂变;二是轻元素的聚变,如氘、氚、锂等。重元素的裂变技术,己得到实际性的应用;而轻元素聚变技术,也正在积极研究之中。可不论是重元素铀,还是轻元素氘、氚,在海洋中都有相当巨大的储藏量。

5. 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
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核裂变和核聚变的区别是什么?

6. 核裂变和核聚变的区别?

核聚变的特点:
    原子核在高温和高压作用下,会产生聚变。聚变时会放出或吸收巨大的能量。原子核放出或吸收巨大能量的分界线是铁元素,小于铁元素的原子核聚变时会放出能量;大于铁元素的原子核聚变时会吸收能量。
核裂变的特点:
原子核在高温和高压作用下,大于铁元素的原子核,如果受到中子的撞击会产生裂变,裂变时会释放巨大的能量。

7. 核裂变和核聚变

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=mc²,原子核之静质量变化(质量亏损[1])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   核聚变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。
发展

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)。
2005年,部分科学家相信已经成功做出小型的核聚变,并且得到初步验证。首个实验核聚变发电站将选址法国。
核裂变

核聚变就是小质量的两个原子核合成一个比较大的原子核,核裂变就是一个大质量的原子核分裂成两个比较小的原子核,在这个变化过程中都会释放出巨大的能量,前者释放的能量更大。
世界上的每一种物质都处于不稳定状态,有时会分裂或合成,变成另   太阳中心核聚变外的物质。物质无论是分裂或合成,都会产生能量。由两个氢原子合为一个氦原子,就叫核聚变,太阳就是依此而释放出巨大的能量。大家熟悉的原子弹则是用裂变原理造成的,目前的核电站也是利用核裂变而发电。核裂变虽然能产生巨大的能量,但远远比不上核聚变,裂变堆的核燃料蕴藏极为有限,不仅产生强大的辐射,伤害人体,而且遗害千年的废料也很难处理,核聚变的辐射则少得多,核聚变的燃料可以说是取之不尽,用之不竭。
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核聚变要在近亿度高温条件下进行,地球上原子弹爆炸时可以达到这个温度。用核聚变原理造出来的氢弹就是靠先爆发一颗核裂变原子弹而产生的高热,来触发核聚变起燃器,使氢弹得以爆炸。但是,用原子弹引发核聚变只能引发氢弹爆炸,却不适用于核聚变发电,因为电厂不需要一次惊人的爆炸力,而需要缓缓释放的电能。 关于核聚变的“点火”问题,激光技术的发展,使可控核聚变的“点火”难题有了解决的可能。目前,世界上最大激光输出功率达100万亿瓦,足以“点燃”核聚变。除激光外,利用超高额微波加热法,也可达到“点火”温度。世界上不少国家都在积极研究受控热核反应的理论和技术,美国、俄罗斯、日本和西欧国家的研究已经取得了可喜的进展。 
 
参考资料 1.  质量亏损 .百度百科[引用日期2012-05-25] .

核裂变和核聚变

8. 核聚变和核裂变有什么区别?

我们知道,原子是构成物质的微粒之一。它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。

一、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。如:

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。如:

聚变:指较轻原子核聚合成较重原子核的核反应过程。

二、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。

三、人类对三种类型中放出能量的利用

1、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、钍、镭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采暖、育种、发电等。

2、核的裂变能已被人类用之于军事、经济和科研等方面

其威力相当于两万吨TNT炸药。

目前,核能是世界能源中具有重要发展前途的能源之一。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235U、239Pu、233U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。

3、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,如氢弹,它的炸药为氘化锂,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,核裂变原料铀、钍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。