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2024-01-23
更新時間:2024-01-24 02:30:34作者:佚名
1、恒星是核聚變還是核裂變 核裂變和核聚變的區(qū)別
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宇宙是神奇的,探索不完的,存在著很多未知,需要我們不斷的摸索研究,那么大家知道恒星是核聚變還是核裂變?下面就由星座知識為大家揭曉下恒星是核聚變還是核裂變?核裂變和核聚變的區(qū)別?
恒星是核聚變還是核裂變
聚變,聚變的原料是氫,這是宇宙中分布最廣的元素,其它大于氫的元素都是由氫生產(chǎn)出來的。
一顆恒星由氫發(fā)生聚變產(chǎn)生氦,經(jīng)過n億年的反應之后氫都反應完了,由于萬有引力的作用,氦開始向恒星中心收縮,直到氦原子核也抵御不住那種壓力,就開始發(fā)生以氦為原料的聚變,然后這么一步一步越聚產(chǎn)生越重的元素
不過如果是一個小恒星,這個過程進行到鐵就不會繼續(xù)下去了,如果恒星的質(zhì)量實在大,到變成鐵球以后還抵擋不住萬有引力的壓縮,而鐵聚變所釋放的能量又很少,不足以抵抗這種壓力,那么該恒星的所有物質(zhì)就會全擠到一塊兒,生成各種各樣的重元素,然后砰的一下來個大爆發(fā),把這些物質(zhì)拋灑到宇宙空間中。
經(jīng)過這個過程之后,再產(chǎn)生的天體中才會含有重元素,包括可以發(fā)生裂變的鈾、釷等,但含量肯定不如氫多。
所以恒星還是以聚變?yōu)榘l(fā)光方式的。
核裂變和核聚變的區(qū)別
一、概念不同
1、核裂變
核裂變,又稱核分裂,是指由重的原子核(主要是指鈾核或钚核)分裂成兩個或多個質(zhì)量較小的原子的一種核反應形式。
原子彈或核能發(fā)電廠的能量來源就是核裂變。其中鈾裂變在核電廠最常見,熱中子轟擊鈾-235原子后會放出2到4個中子,中子再去撞擊其它鈾-235原子,從而形成鏈式反應。
2、核聚變
核聚變(nuclear fusion),又稱核融合、融合反應、聚變反應或熱核反應。核是指由質(zhì)量小的原子,主要是指氘,在一定條件下(如超高溫和高壓),只有在極高的溫度和壓力下才能讓核外電子擺脫原子核的束縛,讓兩個原子核能夠互相吸引而碰撞到一起,發(fā)生原子核互相聚合作用。
生成新的質(zhì)量更重的原子核(如氦),中子雖然質(zhì)量比較大,但是由于中子不帶電,因此也能夠在這個碰撞過程中逃離原子核的束縛而釋放出來,大量電子和中子的釋放所表現(xiàn)出來的就是巨大的能量釋放。
二、原理不同
1、核裂變
裂變釋放能量是與原子核中質(zhì)量-能量的儲存方式有關。從最重的元素一直到鐵,能量儲存效率基本上是連續(xù)變化的,所以,重核能夠分裂為較輕核(到鐵為止)的任何過程在能量關系上都是有利的。如果較重元素的核能夠分裂并形成較輕的核,就會有能量釋放出來。
然而,很多這類重元素的核一旦在恒星內(nèi)部形成,即使在形成時要求輸入能量(取自超新星爆發(fā)),它們卻是很穩(wěn)定的。不穩(wěn)定的重核,比如鈾-235的核,可以自發(fā)裂變。
快速運動的中子撞擊不穩(wěn)定核時,也能觸發(fā)裂變。由于裂變本身釋放分裂的核內(nèi)中子,所以如果將足夠數(shù)量的放射性物質(zhì)(如鈾-235)堆在一起,那么一個核的自發(fā)裂變將觸發(fā)近旁兩個或更多核的裂變,其中每一個至少又觸發(fā)另外兩個核的裂變,依此類推而發(fā)生所謂的鏈式反應。
這就是稱之為原子彈(實際上是核彈)和用于發(fā)電的核反應堆(通過受控的緩慢方式)的能量釋放過程。
2、核聚變
核聚變,即輕原子核(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(zhì)性質(zhì),組成,結構與變化規(guī)律的科學,而核聚變是發(fā)生在原子核層面上的,所以核聚變不屬于化學變化。
三、起源不同
1、核裂變
莉澤·邁特納(lise meitner)和奧托·哈恩(otto hahn)同為德國柏林威廉皇帝研究所(kaiser wilhelm institute)的研究員。
作為放射性元素研究的一部分,邁特納和哈恩曾經(jīng)奮斗多年創(chuàng)造比鈾重的原子(超鈾原子)。用游離質(zhì)子轟擊鈾原子,一些質(zhì)子會撞擊到鈾原子核,并粘在上面,從而產(chǎn)生比鈾重的元素。這一點看起來顯而易見,卻一直沒能成功。
他們用其他重金屬測試了自己的方法,每次的反應都不出所料,一切都按莉澤的物理方程式所描述的發(fā)生了??墒且坏解?,這種人們所知的最重的元素,就行不通了。整個20世紀30年代,沒人能解釋為什么用鈾做的實驗總是失敗。
從物理學上講,比鈾重的原子不可能存在是沒有道理的。但是,100多次的試驗,沒有一次成功。顯然,實驗過程中發(fā)生了他們沒有意識到的事情。他們需要新的實驗來說明游離的質(zhì)子轟擊鈾原子核時究竟發(fā)生了什么。
最后,奧多想到了一個辦法:用非放射性的鋇作標記,不斷地探測和測量放射性的鐳的存在。如果鈾衰變?yōu)殍D,鋇就會探測到。
2、核聚變
核聚變程序于1932年由澳洲科學家馬克·歐力峰(mark oliphant)所發(fā)現(xiàn)。隨后于1950年代早期,他在澳洲國立大學(anu)成立了等離子體核聚變研究機構(fusionplasmaresearch)。
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