核能的开发与军事利用
(2019-11-25 07:55:53)
核子是构成原子核的基本粒子,即质子和中子的总称。核子能就是原子能,因原子能是原子核裂变或聚变时才释放出来的,也叫核能。核子反应是重元素的原子核裂变或轻元素的原子核聚变的过程,在这个过程中能产生很大的能量,也叫核反应。
这种能量的产生首先由爱因斯坦质量和能量相互联系所发现。他指出当核反应过程中,质量减少或亏损时,则以能量形式释放出来。即能量E=MC2。裂变一般需由中子轰击,如铀-235的原子核受中子轰击分裂成氙和锶,或钡和氪两个原子核,放出两个或三个中子及能量。还有钚-239可产生裂变。
核聚变为氘核和氚核在几千万度高温时聚变成氦核,释放出中子,同时放出极大的能量。
D+T=He+n+17,6Mev
据此原理人们首先建造了原子反应堆,它是使铀或钚等放射性元素的原子核裂变以取得原子能的装置。原理是用中子轰击铀或钚等元素的原子核,发生链式反应而释放出大量的能量,它也叫反应堆,核反应堆。链式反应是铀,钚等重元素的原子核受中子轰击时,裂变成几个碎片,并放出二个到三个中子,这些中子再打入铀或钚的原子核,就再引起裂变,这种连续不断的核反应,叫链式反应。链式反应能产生巨大的能量。1942年美籍意大利科学家费米领导在芝加哥大学建起第一座可控原子反应堆。
1945年奥本海默领导在洛斯阿拉莫斯实验室研制成功原子弹,稍后美籍匈牙利科学家特勒研制成功氢弹,它是以氢的同位素氘和氚为原料,用特制的原子弹作为引起爆炸的装置,当原子弹爆炸时,所产生的高温使氘和氚发生聚合反应形成氦核而产生大量的能,并引起猛烈爆炸。氢弹的威力比原子弹大得多,也叫热核武器。以后又研制出以原子能做动力的潜艇,它能长时间地连续的在水中进行战斗活动。
以后又研制出中子弹,中子弹是一种以高能中子辐射为主要杀伤力的低当量的小型氢弹。一般氢弹由于加一层贫铀外壳(铀238),氢核聚变时,产生的中子被这层外壳大量吸收,产生许多放射性污染物。而中子弹去掉了外壳,核聚变产生的大量中子就可能毫无阻碍的大量辐射出去,同时却减少了光辐射,冲击波和放射性污染等因素。
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