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在核反应方程式中如何分辨α衰变,β衰变,核裂变,核聚变以及原子核的人工转换

梵高1年前 (2023-12-15)阅读数 7#综合百科
文章标签原子核核裂变

α衰变是原子核自发放射α粒子的核衰变过程。α粒子是电荷数为2、质量数为4的氦核He。

β衰变,原子核自发地放射出β粒子或俘获一个轨道电子而发生的转变。放出电子的衰变过程称为β-衰变;放出正电子的衰变过程称为β+衰变;原子核从核外电子壳层中俘获一个轨道电子的衰变过程称为轨道电子俘获,俘获K层电子叫K俘获,俘获L层的叫L俘获,其余类推。通常,K俘获的几率量大。在 β衰变中,原子核的质量数不变,只是电荷数改变了一个单位。

核裂变,可裂变重核裂变成两个、三个或更多个中等质量核的核反应。在裂变过程中有大量能量释放出来,且相伴放出2~3个次级中子。裂变反应包括用中子轰击引起的裂变和自发裂变两种。核裂变,又称核分裂,是指由重的原子,主要是指铀或钚,分裂成较轻的原子的一种核反应形式。原子弹以及裂变核电站或是核能发电厂的能量来源都是核裂变。其中铀裂变在核电厂最常见,加热后铀原子放出2到4个中子,中子再去撞击其它原子,从而形成链式反应而自发裂变。

核聚变,由轻原子核熔合生成较重的原子核,同时释放出巨大能量的核反应。为此,轻核需要能量来克服库仑势垒,当该能量来自高温状态下的热运动时,聚变反应又称“热核反应”。 核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化(从一种原子核变化为另外一种原子核)往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核,叫核裂变,如原子弹爆炸;如果是由轻的原子核变化为重的原子核,叫核聚变,如太阳发光发热的能量来源。

原子核的人工转变,用快速粒子(天然射线或人工加速的粒子)穿入原子核的内部使原子核转变为另一种原子核的过程,这就是原子核的人工转变。

(1)质子的发现:1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮原子核时,发现了质子,质子是氢核,带一个正单位的正电荷,质量为一个原子量单位。(反应方程式:14N+4He→17O+1H) (2)中子的发现:1932年,查德威克用α粒子轰击铍原子核时,发现了中子,中子是不带电的,质量为一个原子量单位。(反应方程式:9Be+4He→12C+n)

参照,百度百科摘录,如果只是高中了解这些就够了,大学的我也不会

核裂变和核聚变的区别在于概念不同、产生能量不同、蕴含燃料不同。

1、概念不同:?核聚变是指由轻的两个原子核合成一个比较重的原子核。核裂变是指由一个重的原子核分裂成两个或多个比较小的原子。

2、产生能量不同:核聚变不易控制,需要上亿摄氏度的高温,会产生巨大的能量,但核聚变在宇宙中是最常见的。核裂变也会产生巨大的能量,但是比不上核聚变。

3、蕴含燃料不同:核裂变的燃料在地球上蕴含的非常少,并且还会产生巨大的辐射,对人体造成不同程度的危害,其裂变完成后的废料也比较难处理;核聚变所产生的辐射会比核裂变少很并且其燃料是取之不尽的。

核裂变和核聚变的起源:

1、核裂变

莉泽·迈特纳(Lise Meitner)和奥托·哈恩(Otto Hahn)同为德国柏林威廉皇帝研究所(Kaiser Wilhelm Institute)的研究员。

在核反应方程式中如何分辨α衰变,β衰变,核裂变,核聚变以及原子核的人工转换

作为放射性元素研究的一部分,迈特纳和哈恩曾经奋斗多年创造比铀重的原子(超铀原子)。用游离质子轰击铀原子,一些质子会撞击到铀原子核,并粘在上面,从而产生比铀重的元素。这一点看起来显而易见,却一直没能成功。

他们用其他重金属测试了自己的方法,每次的反应都不出所料,一切都按莉泽的物理方程式所描述地发生了。可是一到铀,这种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做的实验总是失败。

从物理学上讲,比铀重的原子不可能存在是没有道理的。但是,100多次的试验,没有一次成功。显然,实验过程中发生了他们没有意识到的事情。他们需要新的实验来说明游离的质子轰击铀原子核时究竟发生了什么。

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

2、核聚变

核聚变程序于1932年由澳洲科学家马克·欧力峰(英语:MarkOliphant)所发现。随后于1950年代早期,他在澳洲国立大学(ANU)成立了等离子体核聚变研究机构。

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