核聚變和核裂變為什麼可以產生大量能量呢

時間 2022-01-12 01:32:02

1樓:艾伯史密斯

核裂變與核聚變釋放能量,是以鐵-56為分界線的,鐵-56的比平均結合能最低,是所有原子核中最穩定的。

我們知道,氫彈的**原理是核聚變,原子彈的**原理是核裂變,核裂變與核聚變似乎是兩個相反的過程,為何都能釋放大量能量呢?

其中的原理與原子核的構成有關,原子由原子核與核外電子組成,原子核又由質子和中子構成,把質子和中子束縛在一起的力叫做強相互作用,強相互作用是四種基本力中最強的,強度是電磁相互作用的137倍,是萬有引力相互作用的10^39倍。

我們來想象這麼一個過程,兩個天體因為萬有引力相互吸引而繞行,如果我們要把兩個天體分開,就需要藉助外力的作用使其相互遠離,這個過程需要輸入能量來克服引力勢能,所以兩個天體靠得越遠引力勢能越大。

我們可以類比原子核內的情況,以氦-4為例,質子和中子通過強力結合在一起,如果我們要把原子核中的質子和中子完全分開,就需要輸入能量,說明質子和中子在完全分開的情況下,整體具有的能量更高。

反過來說,質子和中子相互結合時就會釋放能量,氫元素聚變為氦元素就屬於這種情況,由於強相互作用很強,所以強力變化導致的能量釋放也高,強力比電磁力強137倍,自然化學反應中的能量變化無法與核反應相比較。

於是核聚變就能釋放巨大的能量,但是要引發核聚變並不容易,因為強力的作用範圍非常小,原子核間必須克服質子的排斥力(電磁力),使質子間的距離達到強力作用範圍後才能結合,比較直觀的辦法就是增加原子核的撞擊速度和撞擊頻率,巨集觀條件就是增加溫度和壓力。

但是隨著質子數的增加,會遇到一個大問題,就是強力的作用範圍很有限,而質子間的的電磁力還在疊加,於是隨著核子(質子和中子)數的增加,強力的作用在減弱,原子核反而變得不穩定,最後甚至無法形成穩定的原子核,其中的臨界線就是鐵-56。

於是小於鐵的原子,聚變會釋放能量,而高於鐵的原子,裂變也會釋放能量,但是重原子核內的強相互作用沒有輕原子核內的強,所以裂變釋放的能量沒有聚變高。

在物理學中,我們用結合能來表示把不同原子核分解為質子和中子時,需要輸入能量的大小,顯然核子數越多結合能也越高。

真正反應原子核穩定性的是平均結合能,也就是結合能與核子數的比值,原子核的平均結合能越高,原子核就越穩定,平均結合能越低,原子核就更容易發生聚變或者裂變,由於質量和能量是等效的,所以我們也可以用核子平均質量來描述。

平均結合能就如一個在重力作用下的小球,小球越在靠近谷底的地方越穩定,越靠近山頂越不穩定,當小球從山頂滑落到谷底時,在重力作用下勢能就會做功,在原子核中也是類似的,原子核平均核子質量降低,就會釋放能量,所以核聚變與核裂變都會釋放能量。

2樓:黎黎立離

這其實就是能量的傳化,核能其實就是自然界中強相力和弱相力的結合,而核聚變和核裂變的本質是質量的虧損。因為原子核系統的平衡被打破所以能釋放出巨大能量。

3樓:畫子柒

因為核裂變和核聚變發生了化學反應,強相力與弱相力的結合,質量虧損很多,釋放很多能量,所以可以產生大量的能量。

4樓:曉月山河

因為它的內部存在著大量的能量,在他們裂變和聚變的過程當中釋放了這些能量。

核裂變和核聚變過程中為什麼會放出巨大能量

5樓:墨汁諾

能量是不會憑空產生和消失的,但是核反應發生了質量變化。就是說質量轉變成了能量。

核聚變的過程與核裂變相反,是幾個原子核聚合成一個原子核的過程。只有較輕的原子核才能發生核聚變,比如氫的同位素氘、氚等。核聚變也會放出巨大的能量,而且比核裂變放出的能量更大。

太陽內部連續進行著氫聚變成氦過程,它的光和熱就是由核聚變產生的。

展示和操作方式

核裂變: 觀眾搬動控制面板,面板上中子球不定方向滾動,當撞擊到螢幕上模擬原子核時,螢幕開始顯示裂變反應。

核聚變: 氘,氚,氦3在整個螢幕上零零散散移動著,觀眾推動顯示器上方橫向推杆,模擬擠壓氘,氚,氦3,當推倒一定程度時,螢幕上發生聚變反應。同時觀眾的手感覺到明顯的震動。

6樓:山頂仍舊無人

電子和質子結合,可以看做一個被電離的電子從n=∞「能級」躍遷到n=1能級,兩個能級之間是有能量差的

再附上原子物理老師ppt上的裂變機制

而至於怎麼發生聚變和裂變呢?聚變一般是高溫使電子都電離,只剩下原子核,然後等它們吸引結合,而裂變如上圖所說,由於具有啟用能,所以一般先用中子去撞原子核,使他達到啟用能從而才可以發生裂變

7樓:匿名使用者

e=mc2 核聚變和裂變都會有質量損失

8樓:柳小朵兒

造物主在創造世間萬物的時候,設定的就是質量守恆。但是核變違反了這個規定,將質量轉換為能量,所以產生了天罰

為什麼核聚變比核裂變的威力大

9樓:匿名使用者

核聚變、核裂變基bai

本原du理是愛因斯坦的質能方程:

e=mc^zhi2

核聚變是dao

兩個較輕的原子回核聚合為一個較重的原子核,核裂答變是一個重原子核裂變為兩個或兩個以上的輕核,在聚變或裂變時都會有質量虧損,減少的質量都以能量的形式釋放出來。

核聚變產生的能量比核裂變要多得多,是因為在相同質量的原子核在發生核聚變時,會有較多的質量虧損所以釋放的能量也較多。

具體可以參考方程:

聚變:31h+21h—→42he+10n+1.76×107ev (不全是這個反應,31h是含2箇中子的氫,格式問題。。n是中子)

和裂變:u+n→sr+xe+10n

核聚變產生質量虧損大。

但核聚變發生需要克幅分子間的斥力,要對原子做功,需要很大的分子動能(1億攝氏度)

10樓:匿名使用者

他們的回答太麻煩了。

這道題的答案直接寫:

由質能方程可知質量和能量之間存在轉化關係。

由於核聚變比核裂變反應損失的質量大,所以核聚變比核裂變釋放的能量大。

11樓:匿名使用者

其實你去找一下這兩中反應的圖示就可以馬上知道了

核聚變與核裂變有啥區別,核聚變和核裂變有什麼區別

三 關於這種兩種物質對於地球自然界的影響還是非常巨大。最後有關這兩種裂解和聚變所產生爆發出的能量,對於自然界的傷害還是巨大的,畢竟它會爆發出大量的核輻射,從而影響植物動物,包括人類。我爆發的地區,基本上是寸草不生,其中日本的廣島和長崎這兩個地方就是非常典型的例子。 天外智慧 a 核裂變反應。原子序數...

為什麼核裂變和核聚變都放出能量,核聚變和核裂變為什麼都放出能量

小原子核聚變為大原子核也是有限度的,聚變只能發生到鐵原子為止.大原子核裂變為小原子核也是有限度的.只能發生到鐵原子為止.中等質量的原子核是比較穩定的.從不穩定態到穩定態需要損失質量,釋放能量 不是同一個反應的正逆啊。用的材料不同。核裂變是用重原子核裂變為兩個或兩個以上的輕核,核聚變是兩個較輕的原子核...

聚變和裂變有什麼區別,核聚變和核裂變有什麼區別

在超高溫下結合成新的原子核,會釋放出更大的核能,這就是聚變,有時把聚變也稱為熱核反應。反之,就是裂變。關於核聚變的 點火 問題,鐳射技術的發展,使可控核聚變的 點火 難題有不一樣 核聚變就是小質量的兩個原子合成一個比較大的原子核裂變就是 裂變是重核反應變成輕核並釋放中子引起鏈式反應,聚變是輕核反應成...