文档介绍：重核裂变
从结合能图知,重核裂变为两个中等核时,平均结合能将增加1MeV左右,即每个核子平均贡献1MeV左右的能量.
平均来看,每个裂变时将释放的能量约为200 MeV。释放的能量表现为碎片、放出的中子及相伴发生的β衰变产物的动能.
裂变
释放的能量
一个铀核能提供的能量几乎是化学反应中一个原子提供能量(一般不到10MeV的能量),而这些中子是维持链式反应所必需的,即“中子的再生率≥1”
,意大利,1901-1954
获1938年度诺贝尔物理学奖
费米的主要贡献:用中子辐照产生新放射性元素以及用慢中子引起核反应的有关发现
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1934年,费米小组用中子轰击,对得到的放射性产物半衰期的测定表明它不属于其它重元素!这其实是重核裂变的最早证据。但他们作出错误判断,猜想那是“第93号元素”同时说明证据不足。但当时罗马大学物理研究所所长柯比诺却在的科学院会议上宣布发现第93号元素,引起新闻界的宣扬,吹捧这是法西斯主义在文化领域的胜利。
费米于1938年借领取诺贝尔奖之机由意大利迁居美国。在美军方支持下,“曼哈顿工程”。
核裂变原料
%,自然界仅有的能由热中子引起裂变的核素,
%,
可用来生产核原料:
1939年发现裂变时,世界上没有浓缩铀,当时还未发现钚
1945年美试爆的第一颗原子弹原料:
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临界体积
在纯铀中,中子易从其表面逃逸而使反应中止。只有当其体积大于“临界体积”时才能发生链式反应。
轶事
斯罗达博士:用手阻止核爆炸的人
二战期间的一天,加拿大核物理学家斯罗达博士在实验室主持原子弹引爆临界试验工作,研究两块被放在轨道上的浓缩铀对合的临界质量.
拨动铀块的螺丝刀突然滑落,,斯罗达奋不顾身地用双手把它们阻隔开,,,把他誉为“用双手掰开原子弹的人”.
减速剂
欲使裂变反应持续,关键在于使中子减速.
。
反应堆的控制棒用吸收中子很强的镉或硼制成。
链式反应大约1秒钟可产生1000代中子,解决的办法是靠“缓发中子”。在设计反应堆时,要使缓发中子放出后才达到临界,.
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下午15:45
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原子弹
发生链式反应
爆炸
35种元素的
200多种核素
铀-235 的临界质量约为1kg.
任何有核反应堆的国家都不难得到爆炸级的裂变材料,原子弹的基本设计又如此简单,从而为防止核武器扩散带来了困难。
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1964年10月16日15时,中国在本国西部地区试爆成功一颗原子弹
蘑菇云发展图
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“小玩意儿”,,试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压,致使一座30米高的铁塔被熔化为气体,并在地面上形成一个巨大的弹坑。
在半径为400米的范围内,沙石被熔化成了黄绿色的玻璃状物质,半径为1600米的范围内,所有的动物全部死亡。
“漫天奇光异彩,
有如圣灵逞威,
只有一千个太阳,
才能与其争辉.
我是死神,
我是世界的毁灭者.”
“原子弹之父”奥本海默在核爆观测站里感到十分震惊,他想起了印度一首古诗:
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在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团,爆炸产生的气流、烟尘直冲云天,高达12英里多。
美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤。广岛市区80%的建筑化为灰烬,,,伤亡总人数占全市总人口的53%。长崎市60%的建筑物被摧毁,,占全市总人口的37%。
这是美国在日本投掷的两颗原子弹
“小男孩”

枪法铀弹
“胖子” 5t

内爆钚弹
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痛苦的
回忆
原子弹在日本造成的……
疮
满
目
痍
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轻核聚变
轻核聚变中,, 大约是裂变时每个核子贡献能量的4倍.
氘核靠短程核力聚合在一起,核子间距r<10fm才会有核力作用,r=10fm时的库仑势垒高度为:
两个氘核的聚合必须克服这个势垒,即每个氘核至少需要72keV的动能.
假如视其为平均动能,由
可得出相应的温度为
考虑到粒子的势垒贯穿几率和部分粒子的动能大于平均动能,从理论上估计,聚变温度约为
在此温度下所有原子均电离而形成等离