核裂变与核聚变有什么区别?原理是什么?铀在当中扮演怎样的角色?
的有关信息介绍如下:
首先我放一个核裂变和核聚变区别的一个直观示意图
核裂变 (Nuclear Fission) 就是字面上的意思 指由重的原子核分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。
核聚变 (Nuclear Fusion) 就是字面上 指将两个较轻的核结合而形成一个较重的核和一个极轻的核(或粒子)的一种核反应形式。
为什么核裂变和核聚变都可以产生能量?我们可以看具体核反应实例
对于铀235核裂变反应方程为
U-235 + n ——> Ba-144 + Kr-90 + 2n + about 200 MeV
这里可以发现一个中子轰击一个铀235核可以产生Ba-144,Kr-90以及两个中子,还可以产生大约200 MeV的能量。
对于氘氚核聚变反应方程为
H-2 + H-3 ——> He-4 + n + 17.59 MeV
这里可以发现氘氚核聚变反应可以产生一个氦核和一个中子,还可以产生大约18 MeV的能量。
为什么核裂变和核聚变都会产生能量,这源于著名的质能方程。
在核裂变和核聚变中都会发生质量亏损,核反应后的粒子的静止质量小于反应前的静止质量,意思就是亏损的静止能量转化为粒子的动能(或γ光子能量)。
为什么核裂变要选用铀-235作为核燃料?
这个问题问得确实很好,这里需要再引入两个概念 可裂变核素和易裂变核素。
可裂变核素 是指热中子(能量一般在 0.025 eV)不能诱发其裂变,只有当入射中子的能量高于一定的数值时(阈值一般在MeV量级)才能发生裂变的核素。常见的可裂变核素包括
易裂变核素 是中子诱发裂变的能量阈值为零(一般就是热中子)的核素,也就是说易裂变核素属于可裂变核素的一部分。常见的易裂变核素包括
在核能领域,为了维持中子的链式反应,所以一般核反应堆采用易裂变核素作为核燃料。常见的几种易裂变核素中只有铀-235存在于天然铀矿石中,比如:
到这里应该就很清楚了,常见易裂变核素中只有铀-235是天然存在的,因此常规核反应堆一般使用铀-235作为核燃料。



