核裂變與核聚變是兩個相反的過程,為何都能釋放能量

時間 2022-02-04 13:42:05

1樓:艾伯史密斯

核裂變與核聚變釋放能量,是以鐵-56為分界線的,鐵-56的比平均結合能最低,是所有原子核中最穩定的。

我們知道,氫彈的**原理是核聚變,原子彈的**原理是核裂變,核裂變與核聚變似乎是兩個相反的過程,為何都能釋放大量能量呢?

其中的原理與原子核的構成有關,原子由原子核與核外電子組成,原子核又由質子和中子構成,把質子和中子束縛在一起的力叫做強相互作用,強相互作用是四種基本力中最強的,強度是電磁相互作用的137倍,是萬有引力相互作用的10^39倍。

我們來想象這麼乙個過程,兩個天體因為萬有引力相互吸引而繞行,如果我們要把兩個天體分開,就需要借助外力的作用使其相互遠離,這個過程需要輸入能量來克服引力勢能,所以兩個天體靠得越遠引力勢能越大。

我們可以模擬原子核內的情況,以氦-4為例,質子和中子通過強力結合在一起,如果我們要把原子核中的質子和中子完全分開,就需要輸入能量,說明質子和中子在完全分開的情況下,整體具有的能量更高。

反過來說,質子和中子相互結合時就會釋放能量,氫元素聚變為氦元素就屬於這種情況,由於強相互作用很強,所以強力變化導致的能量釋放也高,強力比電磁力強137倍,自然化學反應中的能量變化無法與核反應相比較。

於是核聚變就能釋放巨大的能量,但是要引發核聚變並不容易,因為強力的作用範圍非常小,原子核間必須克服質子的排斥力(電磁力),使質子間的距離達到強力作用範圍後才能結合,比較直觀的辦法就是增加原子核的撞擊速度和撞擊頻率,巨集觀條件就是增加溫度和壓力。

但是隨著質子數的增加,會遇到乙個大問題,就是強力的作用範圍很有限,而質子間的的電磁力還在疊加,於是隨著核子(質子和中子)數的增加,強力的作用在減弱,原子核反而變得不穩定,最後甚至無法形成穩定的原子核,其中的臨界線就是鐵-56。

於是小於鐵的原子,聚變會釋放能量,而高於鐵的原子,裂變也會釋放能量,但是重原子核內的強相互作用沒有輕原子核內的強,所以裂變釋放的能量沒有聚變高。

在物理學中,我們用結合能來表示把不同原子核分解為質子和中子時,需要輸入能量的大小,顯然核子數越多結合能也越高。

真正反應原子核穩定性的是平均結合能,也就是結合能與核子數的比值,原子核的平均結合能越高,原子核就越穩定,平均結合能越低,原子核就更容易發生聚變或者裂變,由於質量和能量是等效的,所以我們也可以用核子平均質量來描述。

平均結合能就如乙個在重力作用下的小球,小球越在靠近谷底的地方越穩定,越靠近山頂越不穩定,當小球從山頂滑落到谷底時,在重力作用下勢能就會做功,在原子核中也是類似的,原子核平均核子質量降低,就會釋放能量,所以核聚變與核裂變都會釋放能量。

2樓:黎黎立離

因為無論是核聚變還是核裂變其實質都是強相力和弱相力相互作用結合的結果,這個過程打破了原子系統的平衡犧牲了質量,根據質量守恆定律,質量轉換成了能量釋放了出來。

3樓:匿名使用者

鐵是原子最穩定的元素,或者說原子能最低的元素。意思就是比鐵輕的元素聚變或者比鐵重的元素裂變都會減小質量釋放能量,但都是到鐵元素為止。比鐵輕的裂變或者比鐵重的聚變就需要消耗能量。

4樓:舞戀

原子是空的,這樣,在這個空間裡,就有了乙個進入和乙個出的口。

能量就會壓破這個空間的出入口。如同氣球,不可能一直鼓起來。原子比喻為氣球,就能理解原子也能**了。

5樓:畫子柒

因為核裂變與核聚變雖然是兩個相反的過程,但是兩個反應都有化學鍵的結合,所以都釋放能量。

6樓:曉月山河

無論是哪種過程的發生,在變化當中其實就伴隨著能量的釋放,其實還是原子的能量釋放

7樓:光明希望偉

這是黑暗科技!會帶來輻射的。。要用水電,光能才是健康的

8樓:井流點石石之

可能會匯出永動機制的核心。

為什麼核裂變,核聚變都放出能量?

9樓:帶你走進美食天下

科技奇趣:為什麼核裂變會釋放能量呢?原來是這個情況啊!

10樓:答疑解惑

小原子核結合放能,隨著原子核變大,結合就不再放能以至於吸收能量。這時打碎原子核也就放能,中間的臨界是鐵。也就是說,小於鐵的元素結合放能,如氫彈**。

重於鐵的元素裂變放能,如核電站。

11樓:七月花香

因為有質量虧損。在反應發生的過程中,一些物質轉化成了能量並釋放出來。

12樓:小牛電競

因為這兩個都是在很小的空間裡面進行原子的碰撞,從而造成劇烈的反應,產生能量。

核聚變和核裂變本質是什麼,屬於化學變化還是物理變化?

13樓:綠鬱留場暑

核聚變和核裂變屬於物理變化。

核聚變:輕原子核(例如氘和氚)結合成較重原子核(例如氦)時放出巨大能量。因為化學是在分子、原子層次上研究物質性質,組成,結構與變化規律的科學,而核聚變是發生在原子核層面上的,所以核聚變不屬於化學變化。

14樓:七彩牡丹花

屬於物理變化,聚變一般指輕核結合生成重核,發生質量虧損,釋放核能,例如氫的兩種同位素聚變成氦核釋放乙個中子。裂變一般指重核裂變成兩個輕核,發生質量虧損,釋放核能,例如鈾235裂變成鋇核和氪核釋放中子。核聚變一般比裂變更劇烈,更難控制,太陽的能量**就是聚變

15樓:匿名使用者

「原子是元素化學性質的最小單位.」化學性質是物質在化學反應中表現出的性質,所以原子就是化學變化中的最小粒子(初中課本上就是這樣定義的),即化學變化中原子不可再分.而核反應中原子時可再分的,所以核反應屬於物理反應不屬於化學反應.

具體一點,核反應屬於物理研究領域的乙個分支——核物理.

16樓:dp_上官雪歌

核裂變與核聚變既不是化學變化也不是物理變化

17樓:在戒台寺跳踢踏舞的海蟹

核變化既不屬於物理變化,也不屬於化學變化

核聚變和核裂變為什麼可以產生大量能量呢?

18樓:艾伯史密斯

核裂變與核聚變釋放能量,是以鐵-56為分界線的,鐵-56的比平均結合能最低,是所有原子核中最穩定的。

我們知道,氫彈的**原理是核聚變,原子彈的**原理是核裂變,核裂變與核聚變似乎是兩個相反的過程,為何都能釋放大量能量呢?

其中的原理與原子核的構成有關,原子由原子核與核外電子組成,原子核又由質子和中子構成,把質子和中子束縛在一起的力叫做強相互作用,強相互作用是四種基本力中最強的,強度是電磁相互作用的137倍,是萬有引力相互作用的10^39倍。

我們來想象這麼乙個過程,兩個天體因為萬有引力相互吸引而繞行,如果我們要把兩個天體分開,就需要借助外力的作用使其相互遠離,這個過程需要輸入能量來克服引力勢能,所以兩個天體靠得越遠引力勢能越大。

我們可以模擬原子核內的情況,以氦-4為例,質子和中子通過強力結合在一起,如果我們要把原子核中的質子和中子完全分開,就需要輸入能量,說明質子和中子在完全分開的情況下,整體具有的能量更高。

反過來說,質子和中子相互結合時就會釋放能量,氫元素聚變為氦元素就屬於這種情況,由於強相互作用很強,所以強力變化導致的能量釋放也高,強力比電磁力強137倍,自然化學反應中的能量變化無法與核反應相比較。

於是核聚變就能釋放巨大的能量,但是要引發核聚變並不容易,因為強力的作用範圍非常小,原子核間必須克服質子的排斥力(電磁力),使質子間的距離達到強力作用範圍後才能結合,比較直觀的辦法就是增加原子核的撞擊速度和撞擊頻率,巨集觀條件就是增加溫度和壓力。

但是隨著質子數的增加,會遇到乙個大問題,就是強力的作用範圍很有限,而質子間的的電磁力還在疊加,於是隨著核子(質子和中子)數的增加,強力的作用在減弱,原子核反而變得不穩定,最後甚至無法形成穩定的原子核,其中的臨界線就是鐵-56。

於是小於鐵的原子,聚變會釋放能量,而高於鐵的原子,裂變也會釋放能量,但是重原子核內的強相互作用沒有輕原子核內的強,所以裂變釋放的能量沒有聚變高。

在物理學中,我們用結合能來表示把不同原子核分解為質子和中子時,需要輸入能量的大小,顯然核子數越多結合能也越高。

真正反應原子核穩定性的是平均結合能,也就是結合能與核子數的比值,原子核的平均結合能越高,原子核就越穩定,平均結合能越低,原子核就更容易發生聚變或者裂變,由於質量和能量是等效的,所以我們也可以用核子平均質量來描述。

平均結合能就如乙個在重力作用下的小球,小球越在靠近谷底的地方越穩定,越靠近山頂越不穩定,當小球從山頂滑落到谷底時,在重力作用下勢能就會做功,在原子核中也是類似的,原子核平均核子質量降低,就會釋放能量,所以核聚變與核裂變都會釋放能量。

19樓:黎黎立離

這其實就是能量的傳化,核能其實就是自然界中強相力和弱相力的結合,而核聚變和核裂變的本質是質量的虧損。因為原子核系統的平衡被打破所以能釋放出巨大能量。

20樓:畫子柒

因為核裂變和核聚變發生了化學反應,強相力與弱相力的結合,質量虧損很多,釋放很多能量,所以可以產生大量的能量。

21樓:曉月山河

因為它的內部存在著大量的能量,在他們裂變和聚變的過程當中釋放了這些能量。