核裂变与核聚变相同点与不同点?
a.核裂变反应。原子序数92、质量数235的铀235在吸收一个中子后,质量数增加成为铀236。这个原子核不稳定,马上会裂变成两个,并放出2~3个中子。这样,一个中子就产生出2~3个中子,然后这些中子再碰撞原子核进一步增加中子的数目,这个反应就是核裂变反应。 核裂变时失去质量,同时放出大量能量。这些能量是在反应堆中被转换为热量的。在核裂变中扮演重要角色的中子可根据其速度不同,分为高速中子(每秒2万公里)和热中子(每秒数公里),亦称快中子和慢中子。
在核能发电中主要用到的是热中子。
b.高速增殖。主要是由快中子引起的核裂变反应,这种反应堆称为快中子反应堆,又叫增殖反应堆。它具有节...全部
a.核裂变反应。原子序数92、质量数235的铀235在吸收一个中子后,质量数增加成为铀236。这个原子核不稳定,马上会裂变成两个,并放出2~3个中子。这样,一个中子就产生出2~3个中子,然后这些中子再碰撞原子核进一步增加中子的数目,这个反应就是核裂变反应。
核裂变时失去质量,同时放出大量能量。这些能量是在反应堆中被转换为热量的。在核裂变中扮演重要角色的中子可根据其速度不同,分为高速中子(每秒2万公里)和热中子(每秒数公里),亦称快中子和慢中子。
在核能发电中主要用到的是热中子。
b.高速增殖。主要是由快中子引起的核裂变反应,这种反应堆称为快中子反应堆,又叫增殖反应堆。它具有节省核燃料的优点。堆内不含有减速剂,为了使快堆达到临界,必须应用铀235浓缩度较高的铀或钚做核燃料。
快堆尺寸很小,但堆内燃料装载量却很大。在这种堆内生产出的核燃料多于消耗的核燃料,所以它既能充分利用核燃料资源又能经济发电,是最有发展前途的反应堆,但在技术上要比热中子堆复杂得多。
C.核聚变反应。
轻核结合成质量较大的核叫做聚变。核聚变反应有可能成为无穷无尽的能量来源。如天然水中含有的氢和氘及氚,这些轻元素的原子核互相碰撞、聚合时,就能放出巨大的能量。核裂变时,1克铀能产生3吨煤所能产生的能量,核聚变反应时,1克氘能释放出其4倍即12吨煤所能产生的能量。
若将海水中的氘都用掉,从计算可得到相当于现在世界上每年使用的能量的1000亿倍。
为从核聚变反应中获取能量,实现可控核聚变反应堆,需要形成密度为每立方厘米100兆个氢原子核、温度大约1亿5千万℃的等离子态,再把该状态的物质关在反应堆中心部位平均2秒钟(等离子态是指原子核与电子在空间分散飞扬作不规则运动的状态)。
这种反应堆目前仍在研究中。
图为一个氘核和一个氚核结合成一个氦核的过程。
d.核裂变的控制。同样是利用核裂变反应,核反应堆与原子弹之间有很大的不同。热能量的取出方法、原料、构造都完全不同。
所以,即使核反应堆的操作出现错误,也不会发生像原子弹那样的爆炸。
原子弹能在非常短的时间(约十万分之一秒)内集中发生核反应,而核反应堆则要花上数个月以上的长时间,一点点地进行核裂变,这就是它们之间的根本不同。
例如,轻水反应堆用的是低浓缩铀,燃料中铀235仅有3%左右。在减小中子的速度(热中子)后,到下次核裂变发生的时间,平均为1/20秒左右。但是,如果一次核裂变比前次的中子数超过一个,核裂变数就会成倍增加,所以要在反应堆中插入或抽出数根控制棒,以便适当地吸收不必要的中子。
在这样控制下,反应就能稳定地持续进行。
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