百韵网 >>  正文

为什么核裂变,核聚变都放出能量? 核裂变和核聚变时为什么会放出能量?

来源:www.baiyundou.net   日期:较早时间

核聚变和核裂变都是会产生能量的,这点毋容置疑!众所周知,原子弹和氢弹就分别是利用这个裂变和聚变原理制造的武器,在爆炸时会产生很强的破坏力,核电站也是利用裂变的活生生的例子!

试图用中子打击U原子以将中子黏在U原子上得到更重的原子,但世界上此实验一直失败,因此U遭到中子轰击后发生了裂变,从此发现了核裂变现象,随后才发现这个过程是释放能量的。

重原子核内带正电的质子很多,当中子轰击重原子核时,重原子核会分裂成两个中等原子核,这样两个中等原子核在静电斥力作用下加速远离,它们具有很大的动能,高速运动的原子核周围有变化的电场,变化的电场在远处产生垂直于电场的变化的磁场,变化的磁场在更远的空间又产生变化的磁场……,辐射到远处就是光能。这就是重原子核释放能量的过程及原理。

核裂变,核聚变都会使物质的质量减少,从而释放出能量,比燃烧产生的能量多得多,终有一天,人类会完全掌握物质与能量转换的秘密,任何物质都可以转换成能量。

核裂变是质量非常大的原子核才能发生的变化,变化的结果是比较小的质量的原子,不过还是相对比较大的原子。核聚变是质量非常小的原子核聚合的结果,变化的结果还是相对比较小的原子。按照原子物理学的观点,最稳定的应该是铁等元素。也就是聚变和裂变的最终结果就是铁等元素。所以,在比较老的恒星上会有比较多的铁。

于是核聚变就能释放巨大的能量,但是要引发核聚变并不容易,因为强力的作用范围非常小,原子核间必须克服质子的排斥力(电磁力),使质子间的距离达到强力作用范围后才能结合,比较直观的办法就是增加原子核的撞击速度和撞击频率,宏观条件就是增加温度和压力。

我们可以看到,一种元素在核反应中,是释放能量还是吸收能量,完全取决于聚变前后的平均核子质量(质子和中子统称为核子),然后能量变化满足质能方程。

只是在不同元素的核反应中,所需要的聚变条件各不相同,比如在大质量恒星内部发生的聚变反应,就取决于恒星内部的温度。



小原子核结合放能,随着原子核变大,结合就不再放能以至于吸收能量。这时打碎原子核也就放能,中间的临界是铁。也就是说,小于铁的元素结合放能,如氢弹爆炸。重于铁的元素裂变放能,如核电站。

因为这两个都是在很小的空间里面进行原子的碰撞,从而造成剧烈的反应,产生能量。

因为有质量亏损。在反应发生的过程中,一些物质转化成了能量并释放出来。

核裂变是因为原子核中的质子和中子结合产生化学反应而发生了分裂,一般核裂变都会释放出能量

核裂变和核聚变时为什么会放出能量?~

核聚变和核裂变都是会产生能量的,这点毋容置疑!众所周知,原子弹和氢弹就分别是利用这个裂变和聚变原理制造的武器,在爆炸时会产生很强的破坏力,核电站也是利用裂变的活生生的例子!
试图用中子打击U原子以将中子黏在U原子上得到更重的原子,但世界上此实验一直失败,因此U遭到中子轰击后发生了裂变,从此发现了核裂变现象,随后才发现这个过程是释放能量的。
重原子核内带正电的质子很多,当中子轰击重原子核时,重原子核会分裂成两个中等原子核,这样两个中等原子核在静电斥力作用下加速远离,它们具有很大的动能,高速运动的原子核周围有变化的电场,变化的电场在远处产生垂直于电场的变化的磁场,变化的磁场在更远的空间又产生变化的磁场……,辐射到远处就是光能。这就是重原子核释放能量的过程及原理。
核裂变,核聚变都会使物质的质量减少,从而释放出能量,比燃烧产生的能量多得多,终有一天,人类会完全掌握物质与能量转换的秘密,任何物质都可以转换成能量。
核裂变是质量非常大的原子核才能发生的变化,变化的结果是比较小的质量的原子,不过还是相对比较大的原子。核聚变是质量非常小的原子核聚合的结果,变化的结果还是相对比较小的原子。按照原子物理学的观点,最稳定的应该是铁等元素。也就是聚变和裂变的最终结果就是铁等元素。所以,在比较老的恒星上会有比较多的铁。
于是核聚变就能释放巨大的能量,但是要引发核聚变并不容易,因为强力的作用范围非常小,原子核间必须克服质子的排斥力(电磁力),使质子间的距离达到强力作用范围后才能结合,比较直观的办法就是增加原子核的撞击速度和撞击频率,宏观条件就是增加温度和压力。
我们可以看到,一种元素在核反应中,是释放能量还是吸收能量,完全取决于聚变前后的平均核子质量(质子和中子统称为核子),然后能量变化满足质能方程。
只是在不同元素的核反应中,所需要的聚变条件各不相同,比如在大质量恒星内部发生的聚变反应,就取决于恒星内部的温度。


电子和质子结合,可以看做一个被电离的电子从n=∞“能级”跃迁到n=1能级,两个能级之间是有能量差的

再附上原子物理老师ppt上的裂变机制
还有书上的专业解释


而至于怎么发生聚变和裂变呢?聚变一般是高温使电子都电离,只剩下原子核,然后等它们吸引结合,而裂变如上图所说,由于具有激活能,所以一般先用中子去撞原子核,使他达到激活能从而才可以发生裂变
专业问题要专业上的人来答,好多答案都只讲到表面上的机制,这种深层次的理论解释需要到大学的教课书上才找到。另外,如果你还有疑问,不要怀疑自己,这只是回答的人回答得不好,我的也不可能完美。如果你有疑问,那就去问大学老师或者看大学书籍吧!加油

相关要点总结:

18196015787:为什么核裂变会放出巨大的能量,核聚变也会发出大量的能量,这不违背能量...
台燕答:拐点出现在铁原子核,也就是说核子数量超过铁原子后其平均质量反而上升,至于原因我不清楚,这是事实。现在就很简单了,铁原子核就是最低的能量状态,其他原子核向铁原子核的核子数靠拢就可以释放出能量。比铁原子核小的需要聚合(聚变),比铁原子核大的则需要分裂(裂变)。

18196015787:裂变和聚变为什么都要放能?
台燕答:(先谈一下铁,这是区分裂变和聚变的简易方法。铁很神奇,质子数比铁小的,可以发生聚变放出能量。质子数比铁大的,可以发生裂变放出能量。反之就要给予能量。所以铁是最稳定的,既不能裂变也不能聚变。要分裂铁原子核,就要给它可怕的大能量。很多星球都是铁核,就是因为宇宙如果无穷无尽裂变聚变下去...

18196015787:核聚变和核裂变为什么都放出能量
台燕答:这个主要取决于,发生核反应的能量变化了。核聚变并不一定都放热,轻核聚变是放热的,但是重核聚变就需要吸热了。裂变也差不多反过来,但是聚变和裂变不是简单的相互可逆过程。。。

18196015787:聚变、裂变比结合能都增加,为什么?
台燕答:从能量方面分析,核裂变和核聚变 都是 放热反应 ,即 比结合能 增大反应,因为比结合能增大会释放能量使核更稳定。从另一个方面分析,核裂变是 重核裂变 为中等质量核的过程,核聚变是 轻核聚变 为中等质量核的过程,而中等质量核是最稳定的核,即比核能最大的核,所以两种反应都是比核能增大的...

18196015787:请问,为什么核聚变和裂变,都是放出能量呢?
台燕答:那么无论是比铁轻的元素还是比铁重的元素,只要其核反应之后生成的新核离铁近了,就表明比结合能升高了,就表明放出了能量。于是,裂变与聚变就都会放出能量。再补充个问题,为什么裂变通常使用铀元素,聚变使用氢的同位素呢?因为不同的元素使其发生聚变或裂变的容易程度不一样。铀、钚是比较容易发生...

18196015787:为什么核聚变与核裂变都能释放能量?原理是什么?
台燕答:…,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...

18196015787:为什么裂变与聚变均可产生核能
台燕答:科学实验证明,质量轻的原子核聚集时可以释放能量。由于原子核的质量不同,质量越重的原子核聚集时释放的能量就越少,到铁元素时,铁原子核聚集到一起就不会释放能量,大于铁元素的原子核聚集在一起的时候需要吸收能量,所以质量较大的原子核裂变时会放出能量。这就是为什么轻原子核聚变时能够释放能量,...

18196015787:如何用原子核结合能解释裂变和聚变会释放能量?请尽量严谨地回答_百度知 ...
台燕答:可以看出,无论是核裂变还是核聚变.其比结合能都增大.而比结合能的增大意味着要分开该核的能量增大了,也就是说,核变化后新的原子核结合得更紧密了.而值得说的是,结合得越紧密的原子核,其结合时相对所释放的能量就越大.所以,相对于旧核,平均每个核都是放出了能量.而这些能量远大于导致其核反应的...

18196015787:为什么轻核聚变和重核裂变都要释放能量
台燕答:因为铁核的核子平均质量最小,当别的核经过重组后若是朝向铁核的方向进行核反应的话核子平均质量就会减小,随之放出巨大能量~这一步用质能方程计算

18196015787:核聚变与核裂变是什么反应(物理or化学)?
台燕答:核聚变和核裂变都是核反应,属于物理学范畴。核聚变是指两个轻核聚合成一个较重的核的过程,这个过程释放出能量。通常需要高温和高压条件下才能发生,例如太阳和恒星内部的核反应就是核聚变。在地球上,人类正在开发核聚变技术作为清洁能源的一种可能性。核裂变是指将一个较重的核分裂成两个或多个较...

(编辑:本站网友)
相关推荐
关于我们 | 客户服务 | 服务条款 | 联系我们 | 免责声明 | 网站地图
@ 百韵网