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2024-10-21 10:17:22

科学变得简单:什么是核裂变

导读 核裂变于 1938 年被发现,它涉及分裂原子核并释放能量。它是核电站发电所必需的,并通过放射性衰变自然发生。核裂变是原子核分裂成两个或...

核裂变于 1938 年被发现,它涉及分裂原子核并释放能量。它是核电站发电所必需的,并通过放射性衰变自然发生。

核裂变是原子核分裂成两个或多个较小原子核以及其他粒子的过程。这些粒子包括中子、α粒子(氦核)、β粒子(电子)和伽马射线(光粒子或光子)。1938 年,奥托·哈恩、莉泽·迈特纳和弗里茨·斯特拉斯曼通过用中子轰击元素发现了裂变。

裂变反应和能量产生

当物质的原子核受到中子和质子等粒子的轰击时,就会引发裂变。这种裂变被称为核反应,会释放出大量的热量和辐射。现代核电站利用这些热量来烧开水,驱动蒸汽涡轮机发电。

科学家使用裂变截面这一术语来描述发生裂变的可能性。裂变截面取决于入射粒子的能量和被击中的原子核的材料。

核裂变反应

核裂变反应是中子或其他粒子撞击原子核时开始的过程。这会产生原始原子核的碎片。它还会产生新的中子,然后这些中子可以与其他原子核碰撞,从而引发更多的核反应。图片来源:美国核管理委员会提供的信息图

自发裂变和自然衰变

裂变也可以是自发的,并且自然发生。这是放射性元素衰变成较轻元素的过程。一些物质天生不稳定,利用放射性衰变达到更稳定的状态。这就是一些雾探测器在你家里的工作原理——它们利用放射性衰变粒子产生的电流。如果雾粒子扰乱了电流,报就会响起。

裂变事实

布鲁克海文国家实验室的国家核数据中心维护着整个元素周期表的核特性数据库。

核反应堆可以利用铀的裂变作为燃料。一个鸡蛋大小的铀燃料球所蕴含的能量相当于88吨煤。

了解更多有关裂变如何使雾探测器工作的信息。