原子核裂变 百科内容来自于: 百度百科

原子核裂变是指一个重原子核分裂成为两个质量为同一量级的碎块,并释放出能量的现象。原子核裂变具有两种模式,一种是由重原子核、自发地裂变,并释放出能量。另一种是在中子的作用下而引发的核裂变,这种原子核裂变方式,是人类迄今为止大量释放原子能的主要方式。

简介

原子核裂变属于核物理变化。
化学变化中原子是守恒的。

分类

冰受热变成水是一种物理变化氢气和氧气反应变成水是一种化学变化,但是在这些变化中组成水的氢原子和氧原子的原子核都没有发生变化。实际上原子核也是能变化的,核裂变和核聚变
原子核组成粒子内部结构-模型图

原子核组成粒子内部结构-模型图

核裂变

原子核组成粒子内部结构-模型图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(yóu)、钍(tǔ)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。
核裂变是在1938年发现的,由于当时第二次世界大战的需要,核裂变被首先用于制造威力巨大的原子武器——原子弹。原子弹的巨大威力就是来自核裂变产生的巨大能量。目前,人们除了将核裂变用于制造原子弹外,更努力研究利用核裂变产生的巨大能量为人类造福,让核裂变始终在人们的控制下进行,核电站就是这样的装置。

发现过程

莉泽·迈特纳(Lise Meitner)和奥多·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。
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。
他们先进行前期实验,确定在铀存在的条件下钡对放射性镭的反应,还重新测量了镭的确切衰变速度和衰变模式。这花了他们三个月的时间。
没等他们进行实质性的实验,莉泽就不得不逃往瑞典,躲避上台的希特勒纳粹党。奥多只得独自进行他们的伟大的实验。
哈恩完成实验两周后,莉泽就收到了一份长长的报告,其中记述了他实验的失败。哈恩用集束粒子流轰击铀,却连镭也没得到,只探测到了更多的钡——钡远远多出了实验开始时的量。他感到迷惑不解,请求莉泽帮他解释这究竟是怎么回事。
一周后,莉泽穿着雪鞋在初冬的雪地里散步,这时一个画面从她心中一闪而过:原子将自身撕裂开来。这个画面来得那么生动、惊人和强烈,她几乎从想象中就能感到原子核的跳动,能听到原子撕裂时发出的咝咝声。
她立即认识到自己已经找到了答案:质子的增加使铀原子核变得很不稳定,从而发生分裂。他们又做了一个实验,证明当游离的质子轰击放射性铀时,每个铀原子都分裂成了两部分,生成了钡和氪。这个过程还释放出巨大的能量。
就这样迈特纳发现了核裂变的过程。
将近4年之后,1942年12月2日下午2时20分,恩里克·费米扳动开关,几百个吸收中子的镉控制棒冲出石墨块和数吨氧化铀小球垒成的反应堆。费米在芝加哥大学斯塔格足球场的西看台下的地下网球场内堆放了4.2万个石墨块。这是世界上第一个核反应堆——是迈特纳发现的产物。1945年,原子弹的发明是她的核裂变发现的第二次应用。
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- 来自原声例句
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