核裂變：核裂變的過程。 核反應

文章談到什麼是核裂變的過程中已發現並描述。 披露其能源和核武器的來源使用。

“不可分割”原子

二十一世紀是充滿了這樣的表達為“原子能”，“核技術”，“放射性廢物”。 飄飛的頭條新聞閃過有關土壤，海洋，南極冰的放射性污染的可能性報告。 然而，普通老百姓往往不是學什麼樣的區域，以及如何它有助於在日常生活中很不錯的主意。 你應該開始，或許，與故事。 從最初的問題，其中問了精心餵養和衣冠楚楚的男人，他想知道這個世界是如何工作的。 的眼睛看到，耳朵聽到的，為什麼比水從石頭的區別 - 這就是從遠古時代照顧先賢。 即使在古印度和希臘，一些好奇之心建議，有一個最小顆粒（它也被稱為“不可分割”），與材料的性能。 確認中世紀化學家猜測明智的，現代定義原子包括原子 - 這是性質的載體的物質的最小顆粒。

原子部分

然而，技術的發展（例如，照片）導致原子不再是可能的最小的顆粒物質。 雖然分開服用原子是電中性的，科學家很快意識到：它由兩部分組成不同的電荷。 負的數量來補償從而帶正電的單元的數目保持中性原子。 但有原子的絲毫不含糊模型。 由於當時的經典物理學仍然佔主導地位，即有不同的假設。

原子的模型

最初，“白麵包，葡萄乾”的模式提出。 作為其填充原子和它，就像是在包子葡萄乾的整個空間上的正電荷，負電荷被分佈。 著名的 盧瑟福的實驗 確定了如下：與正電荷（細胞核）一個非常沉重的元件，並與在原子中心輕得多電子包圍。 核重幾百倍所有電子的總和（這是99.9％（重量）的總原子數）更重。 於是誕生了原子玻爾的行星模型。 然而，它的一些元素的矛盾接受了經典物理學的時間。 因此，新的量子力學的開發。 憑藉其外觀的時期開始非經典科學。

原子和放射性

從所有上面清楚的是內核 - 它是原子，其構成散裝的它的重，帶正電荷的部分。 當 能量的量化 和電子軌道的原子的位置已被很好地研究，它是時間了解原子核的性質。 它來到了放射性的輝煌和意外發現的援助。 它幫助揭示重中心原子的精髓，作為放射源 - 核裂變。 在十九，二十世紀之交，開盤跌一前一後。 一個問題的理論溶液，產生需要設置新的經驗。 實驗結果引起了理論和所需要證實或駁斥假設。 通常情況下，最偉大的發現出現了，僅僅是因為在這種方式下式方便計算（如量子馬普）。 在攝影的時代的開始，科學家們就知道鈾鹽光固化感光膠片，但是他們不知道這種現象的基礎是核裂變。 因此，放射性以了解核衰變的性質進行了研究。 很明顯，產生的發光量子躍遷，但尚不清楚它是什麼。 切特居里提取純鐳和釙，幾乎手動處理鈾礦得到的回答這個問題。

充電輻射

盧瑟福已經做了很多的原子結構的研究，也促進了原子的原子核的如何劃分的研究。 科學家把由放射性元素在磁場中發出的輻射，並有一個偉大的結果。 原來，輻射包括三個組成部分：一個是中性的，另外兩個 - 正和負電荷。 裂變研究始於其成分的標識。 事實已經證明，核心可以劃分，給予其正電荷的一部分。

細胞核的結構

後來出現了原子核組成，不僅帶正電的質子的粒子，但中性的中子粒子。 他們被統稱為核子（從英國«核»，內核）。 然而，科學家們又遇到了一個問題：在原子核的質量（即核子數）並不總是符合其充電。 ÿ氫原子核具有電荷的1，並且質量可以是三，二，和一個。 在下面它在週期表氦充電鐵芯2，用其核含有4至6核子。 更複雜的元素可以有相同的電荷數量大得多的不同質量的。 原子稱為同位素的這樣的變化。 而有些是相當穩定的同位素，其他人迅速瓦解，因為對他們來說的特點是核裂變。 憑什麼用核的核子穩定的數量是否一致？ 為什麼只添加一個中子的沉重和相當穩定的原子核導致了他的分裂釋放的放射性？ 奇怪的是，這個問題的答案很重要的問題還沒有被發現。 根據經驗，可以發現的是，質子和中子的一定數目的對應於核的穩定結構。 如果芯2，4，8，50中子和/或質子時，內核將唯一穩定的。 這些數字甚至被稱為神奇的（和命名了其中的成年人，科學家，核物理）。 因此，核裂變取決於它們的質量，也就是說，它們的構成核子數。

降，蓋，晶體

確定負責的因素，它是不可能在目前的核的穩定性。 有原子結構模型的許多理論。 其中最有名的三和在不同的問題互相爭吵往往開發。 首先是核心 - 特殊核一滴液體。 至於水，它的特點是流動性，表面張力，和融合衰變。 在內核太殼模型，有一定的能量水平，這是充滿了核子。 第三狀態，該芯-是-即能折射特定波長（德布羅意），其中，所述折射率的介質 的勢能。 然而，沒有模型至今未能在這個特別的化學元素有一定的臨界質量，充分說明原因，細胞核的分裂開始。

會發生什麼衰變

鈾，釙，鐳：放射性，如上面提到的，在可以在自然界中發現的物質中。 例如，新產生的，純鈾是放射性的。 在這種情況下拆分過程將是自發的。 無鈾原子中的任何外部影響一定量的發射α粒子自發轉化為釷。 這是一個指標，這就是所謂的半衰期。 這表明，從最初的部件號的一段時間內將大約一半。 每個放射性元素 的半衰期 了自己-從第二到加州的一小部分的年鈾，銫的幾十萬。 但是有一個強制的活動。 如果原子核轟擊質子或α粒子（氦核）具有高的動能，它們可以被“分裂”。 轉換機制，當然，從母親最喜歡的是如何把花瓶不同。 然而，有一定的類比可以追溯。

原子能

到目前為止，我們還沒有回答一個實際問題：其中在核裂變做的能量。 一開始，有必要澄清在核的形成是特殊的核力量，叫做強相互作用。 由於核心由一組正質子的，問題是，他們是如何粘在一起，因為靜電勢力強大到足以相互擊退他們。 答案既簡單，而且有：核心保持在核子特殊顆粒之間非常快速交換的代價 - 介子。 此鏈接生活是非常小的。 一旦終止介子的交換，核心瓦解。 一樣好，已知核的質量小於所有其構成核子的總和。 這種現象被稱為質量虧損。 事實上，缺少的質量 - 是花在維護內核的完整性的能量。 一旦從原子核分離該能量的某些部分在核電站產生並轉換成熱。 也就是說，核裂變的能量 - 是愛因斯坦的著名公式的一個明證。 回想一下，式讀作：能量和質量可以被轉換成彼此（E = MC ^2）。

理論與實踐

現在，告訴我們如何使用它純粹的理論發現在我的生活對電力的吉瓦。 首先，應當注意的是在控制的反應誘發裂變被使用。 最常見的是鈾或釙，這是由快中子轟擊。 其次，應該理解的是核裂變是伴隨著創造新的中子。 其結果是，在反應區中子的數量是能夠非常快速地增長。 每個中子新的，更全的內核碰撞，分裂他們，這導致增加的熱量產生。 這是核裂變的鍊式反應。 在反應堆中子增加不受控制的量可以導致爆炸。 那是在1986年發生了什麼切爾諾貝利核電廠。 因此，在反應區中總是吸收過量的中子以防止災難的物質。 這種石墨長棒的形式。 裂變率可以通過在反應區中浸漬棒被減慢。 方程 核反應 針對每個活性物質和放射性轟擊其粒子（電子，質子，α粒子）特異性製成。 然而，最後的能量輸出根據守恆定律計算：E1 + E2 + E3 = E4。 也就是說，初始的核心顆粒的總能量和（E1 + E2）必須等於所得到的芯的能量和在（E3 + E4）的形式釋放出來的自由能。 該等式也顯示了核反應，通過分解而獲得的物質。 例如，鈾U =釷+他，U =鉛+ NE，U =汞+鎂。 它沒有給出化學元素的同位素，但是這是非常重要的。 舉例來說，有三種可能性鈾裂變，從而產生不同的鉛同位素和霓虹燈。 裂變反應中，近百分之一百會產生放射性同位素。 也就是說，鈾的衰變獲得放射性釷。 釷，镤能夠瓦解，即 - 對錒，等等。 放射性本系列就可以了，鉍，鈦等。 甚至含核兩個質子（在一個質子的速率）氫，否則稱為 - 氘。 與氫形成的水稱為重並填充在核反應堆的第一電路。

非和平原子

諸如“軍備競賽”，“冷戰”，“核威脅”現代人似乎歷史無關。 但是，每一次新聞發布會上伴隨著新聞報導幾乎世界各地的大約多少發明核武器，怎麼打呢。 人們在核冬天的情況下建設地下掩體並取得股票。 全家製作的創作避難所。 即使是和平利用核裂變反應可能會導致災難。 這似乎是切爾諾貝利教人類在這方面的精確度，但地球的元素更強：日本地震傷害非常強大的加強核電廠“福島”的。 用於輕鬆很多的破壞能量的核反應。 技術只需要爆炸的有限力量，以免無意中破壞了整個地球。 最“人性化”的炸彈，如果你可以調用它，不污染輻射附近。 一般而言，最多他們使用不受控制的鍊式反應。 核電什麼植物力求通過各種手段避免了炸彈，達到了非常原始的方法。 對於任何天然放射性元素，有純物質的一些臨界質量，其中一個鍊式反應產生本身。 鈾，例如，是只有五十公斤。 由於鈾是一個非常困難的，這只是一個小的金屬球12-15厘米，直徑。 第一個原子彈投在廣島和長崎，恰恰就這一原則：簡單的合併純鈾的兩個不相等的部分，並產生了一個可怕的爆炸。 現代武器很可能更為複雜。 然而，關於臨界質量是沒有必要忘記之間純的放射性物質的儲存過程中的小體積應該是防止拼湊障礙。

輻射源

所有具有電荷超過82原子核的元素是放射性的。 幾乎所有的打火機化學元素具有放射性的同位素。 該細胞核重，其壽命越少。 一些元素（如加州）只能得到合成 - 推動重原子與較輕的顆粒，通常與促進劑。 由於他們是很不穩定的，它們不存在於地殼：地球的形成，他們很快衰變成其他元素。 更輕核，如鈾的物質，也能夠提取。 這個過程是漫長的，適合於鈾礦開採，即便是在非常豐富的礦石中含有少於百分之一。 第三種方式，或許，表明新的地質時代已經開始。 這種提取從放射性廢物的放射性元素。 在發電廠的工作燃料，在潛水艇或航空母艦，起始材料和最終鈾，除法的結果的混合物後。 目前，它被認為是放射性固體廢物，收費是棘手的問題，因為他們是在以使它們不污染環境的方式處置。 然而，存在的是，在不久的將來準備濃縮的放射性物質（例如，釙），將從該廢物來生產的可能性。