浩劫重生 - he裂变(资料可tiao过)

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    裂变(nuclearfission)又称分裂,是一个原分裂成几个原的变化。是指由重的原,主要是指铀或钚,分裂成较轻的原的一反应形式。

    只有一些质量非常大的原像铀(you)、钍(tu)等才能发生裂变。这些原的原收一个以后会分裂成两个或更多个质量较小的原,同时放二个到三个和很大的能量,又能使别的原接着发生裂变……,使过程持续去,这过程称作链式反应。原在发生裂变时,释放大的能量称为原能,俗称原能。1千克铀-235的全的裂变将产生20,000兆瓦小时的能量(足以让20兆瓦的发电站运转1,000小时),与燃烧300万吨煤释放的能量一样多。另见裂变和聚变。

    裂变是在1938年发现的,由于当时第二次世界大战的需要,裂变被首先用于制造威力大的原——原弹。原弹的大威力就是来自裂变产生的大能量。目前,人们除了将裂变用于制造原弹外,更努力研究利用裂变产生的大能量为人类造福,让裂变始终在人们的控制行,电站就是这样的装置。

    裂变释放能量是因为原质量-能量的储存方式以铁及相关元素(见合成)的的形态最为有效。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,重能够分裂为较轻(到铁为止)的任何过程在能量关系上都是有利的。如果较重元素的能够分裂并形成较轻的,就会有能量释放来。然而,很多这类重元素的一旦在恒星形成,即使在形成时要求输能量(取自超新星爆发),它们却是很稳定的。不稳定的重,比如铀-235的,可以自发裂变。快速运动的撞击不稳定时,也能发裂变。由于裂变本释放分裂的,所以如果将足够数量的放质(如铀-235)堆在一起,那么一个的自发裂变将发近旁两个或更多的裂变,其每一个至少又发另外两个的裂变,依此类推而发生所谓的链式反应。这就是称之为原弹(实际上是弹)和用于发电的反应堆(通过受控的缓慢方式)的能量释放过程。对于弹,链式反应是失控的爆炸,因为每个的裂变引起另外好几个的裂变。对于反应堆,反应行的速率用铀(或其他放质)堆的可质来控制,使得平均起来每个的裂变正好引发另外一个的裂变。

    裂变所释放的能量移动速度极(快),因此必须通过减速,以增加其撞击原的机会,同时引发更多裂变。一般商用反应堆多使用慢化剂将能量速度减慢,变成低能量的()。商营反应堆普遍采用普通、石墨和较昂贵的重作为慢化剂。

    裂变是一个原分裂成几个原的变化。只有一些质量非常大的原像铀、钍等才能发生裂变。这些原的原收一个以后会分裂成两个或更多个质量较小的原,同时放二个到三个和很大的能量,又能使别的原接着发生裂变……,使过程持续去,这过程称作链式反应。原在发生裂变时,释放大的能量称为原能,俗称原能。1克铀235完全发生裂变后放的能量相当于燃烧2.5吨煤所产生的能量。比原弹威力更大的是氢弹,就是利用聚变来发挥作用的。聚变的过程与裂变相反,是几个原聚合成一个原的过程。只有较轻的原才能发生聚变,比如氢的同位素氘、氚等。聚变也会放大的能量,而且比裂变放的能量更大。太连续行着氢聚变成氦过程,它的光和就是由聚变产生的。

    裂变是怎样发现的?

    莉泽·迈特纳(lisemeitner)和奥多·哈恩(ottohahn)同为德国柏林威廉皇帝研究所(kaiserwilhelminstitute)的研究员。作为放元素研究的一分,迈特纳和哈恩曾经奋斗多年创造比铀重的原(超铀原)。用游离质轰击铀原,一些质会撞击到铀原,并粘在上面,从而产生比铀重的元素。这一看起来显而易见,却一直没能成功。

    他们用其他重金属测试了自己的方法,每次的反应都不所料,一切都莉泽的理方程式所描述的发生了。可是一到铀,这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的实验总是失败。

    从理学上讲,比铀重的原不可能存在是没有理的。但是,100多次的试验,没有一次成功。显然,实验过程发生了他们没有意识到的事。他们需要新的实验来说明游离的质轰击铀原时究竟发生了什么。

    最后,奥多想到了一个办法:用非放的钡作标记,不断地探测和测量放的镭的存在。如果铀衰变为镭,钡就会探测到。

    他们先行前期实验,确定在铀存在的条件钡对放镭的反应,还重新测量了镭的确切衰变速度和衰变模式。这了他们三个月的时间。

    没等他们行实质的实验,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,莉泽就收到了一份的报告,其记述了他实验的失败。哈恩用集束粒轰击铀,却连镭也没得到,只探测到了更多的钡——钡远远多了实验开始时的量。他到迷惑不解,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,这是一个画面从她心一闪而过:原将自撕裂开来。这个画面来得那么生动、惊人和烈,她几乎从想象就能到原动,能听到原撕裂时发的咝咝声。

    她立即认识到自己已经找到了答案:质的增加使铀原变得很不稳定,从而发生分裂。他们又了一个实验,证明当游离的质轰击放铀时,每个铀原都分裂成了两分,生成了钡和氪。这个过程还释放大的能量。

    就这样迈特纳发现了裂变的过程。

    将近4年之后,1942年12月2日午2时20分,恩里克·费米扳动开关,几百个的镉控制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的地网球场堆放了4.2万个石墨块。这是世界上第一个反应堆——是迈特纳发现的产。1945年,原弹的发明是她的裂变发现的第二次应用。

    我们应谨慎利用裂变!

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