核能利用基礎(chǔ)2

1、二. 原子核的結(jié)合能 來(lái)源“核子”（質(zhì)子和中子的通稱(chēng)） 之間的 強(qiáng)吸引力超過(guò)了質(zhì)子的靜電排斥力； 核子組成核時(shí)會(huì)產(chǎn)生能量（質(zhì)量）的變化，服從愛(ài)因斯坦的質(zhì)能相當(dāng)關(guān)系： （c 3108米/秒；1kg相當(dāng)于9 1016焦）2cMEMH是氫原子質(zhì)量，Mn是中子質(zhì)量，M（Z，A）是相應(yīng)中性原子的質(zhì)量。 取為原子質(zhì)量單位： 1u=1.6610-24克9.3102MeV 結(jié)合能 B=B（Z，A）=Mc2 比結(jié)合能 B/A 是每個(gè)核子分?jǐn)偟降慕Y(jié)合能，通常用 MeV/核子 作單位： 1MeV=1.6 10-13焦A)M(Z,Z)M(AZMMnHC12112 M核素氘2H氚3H氦3He氦4He中等質(zhì)量核鈾或钚比結(jié)

2、合能(MeV)1.112 2.827 2.573 7.0748.57.6原子比結(jié)合能曲線 可見(jiàn)當(dāng)鈾或钚裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量核時(shí)，每個(gè)原子質(zhì)量約可放出1MeV的能量（裂變能）；當(dāng)氘、氚或氦3聚合成氦4時(shí)，每個(gè)原子質(zhì)量單位約可放出5MeV的能量（聚變能）。三. 原子核反應(yīng)1 放射性同位素的衰變是隨機(jī)自發(fā)的單體核反應(yīng)。常見(jiàn)的有a,b,g三種： 三種粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)a衰變：或記為：如 )He(424A2ZAZa核核核核4A2ZAZaRfSg259104263106ab衰變：又分為b， b及電子俘獲三種： b： 如： b： 如： 電子俘獲(EC)： 如：b核核A1ZAZb核核A1ZAZ核核A1ZAZebNC

3、147146)(e)(eb0F188189LiBe7374Keb衰變b衰變g衰變： 表示 的“激發(fā)態(tài)”如：h核核AZ*AZ*AZ核核AZMeV.DD15266*1526621yy 半衰期：某種放射性同位素衰變掉一半所需的時(shí)間，叫做該同位素的半衰期T1/2。2 幾個(gè)著名的核反應(yīng) 第一次人工核反應(yīng)（盧瑟福1919） 第一次引起人工放射性的核反應(yīng)（居里夫婦1934） 導(dǎo)致中子發(fā)現(xiàn)的核反應(yīng)（查德威克1932） （ ）H(p)O)He(N1117842147aSi3014253秒nCHeBe101264294鐳鈹釙鈹中子源nPHeAl103015422713 第一次由中子引起的核反應(yīng)（費(fèi)米1934） 發(fā)

4、現(xiàn) 律，1938年獲諾貝爾獎(jiǎng)。 首次產(chǎn)生超鈾元素（麥克米倫和艾貝爾森，1939） （镎） （钚） NeFnF201020910199v1PuNpUnU23994239932399210238923 裂變反應(yīng)： 費(fèi)米1934年為了想人工制造超鈾元素，將中子射進(jìn)鈾原子核，結(jié)果測(cè)到4種能量不同的b粒子，無(wú)法解釋。 邁特勒、哈恩和斯特拉斯曼用放射化學(xué)方法確認(rèn)中子轟擊鈾的產(chǎn)物中有鋇、鑭的同位素，邁特勒和弗里希提出“裂變”解釋?zhuān)?9381939）： 哈恩單獨(dú)獲1944年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（核能和化學(xué)能的比較）。 200MeV)(3)(2nUn2359210能量裂變碎片原子核裂變?cè)雍肆炎儯ǚ懦觯ǚ懦? 23 3個(gè)中子和個(gè)中子和 200200MeV MeV 能量）能量） 歷史的教訓(xùn)（裂變的發(fā)現(xiàn)走過(guò)了4年曲折的道路）：費(fèi)米、諾達(dá)克、邁特勒等人的功過(guò)。 裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 裂變碎片及放射性同位素 裂變能的釋放： （核能和化學(xué)能） 1kg 235U裂變能2700噸煤燃燒能裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)4 聚變反應(yīng)： 提供太陽(yáng)能的聚變反應(yīng)（1938年貝特循環(huán)）： 2+ 2+ ，總的效果是： （太陽(yáng)能的來(lái)源，維持太陽(yáng)不坍縮）HHH211gHeHH312H2HeHeHe143326.7MeV222HeH441gb 作為氫彈基礎(chǔ)的聚變反應(yīng)： 造氚反應(yīng)：和是氫彈的基礎(chǔ)；是中子彈的基礎(chǔ)。4.04