核聚变和核裂变都能释放出巨大的能量,太阳的能量来源就是内心的核聚变,还有氢弹的爆炸也是核聚变;被人类应用的核电站是核裂变,原子弹的爆炸也是核裂变。主要原理就是爱因斯坦的质能方程E=mc^2 ,即便核聚变和核裂变的质量损失都很小,但是在光速的参与下,能量将是巨大的。
核聚变,又称核融合,是指由质量小的原子,比方说氘和氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成中子和氦-4,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量。根据质能方程E=mc^2;,原子核之静质量变化(质量亏损) 造成能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核,称为核裂变,如原子弹爆炸;如果是由较轻的原子核变化为较重的原子核,称为核聚变,如恒星持续发光发热的能量来源。
相比核裂变,核聚变的放射性污染等环境问题少很多。如氘和氚之核聚变反应,其原料可直接取自海水,来源几乎取之不尽,因而是比较理想的能源取得方式。
核聚变就是小质量的两个原子核合成一个比较大的原子核,核裂变就是一个大质量的原子核分裂成两个比较小的原子核,在这个变化过程中都会释放出巨大的能量,前者释放的能量更大。
一个是重核的裂变、一个是轻核的聚变,都会导致质量亏损,因此都会放出核能。
具体的说,目前已经发现的100多种元素中,中等质量的原子核核子平均质量最小(铁为低谷),蕴含的核能最少。轻核和重核的原子核核子平均质量最大,蕴含的核能较大。
这里指的是核子的静止质量。
因此,可以让几个轻核聚集组成一个中等质量的核,或者让一个重核分裂成几个中等质量的核,这样产生质量亏损释放出核能。
裂变只有一些质量非常大的原子核像铀(yóu)、钍(tǔ)和钚(bù)等才能发生核裂变。这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核,同时放出二个到三个中子和很大的能量,又能使别的原子核接着发生核裂变……,使过程持续进行下去,这种过程称作链式反应。原子核在发生核裂变时,释放出巨大的能量,这些能量被称为原子核能,俗称原子能。1千克铀-238的全部核的裂变将产生20,000兆瓦小时的能量,与燃烧至少2000吨煤释放的能量一样多,相当于一个20兆瓦的发电站运转1,000小时。
核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化(从一种原子核变化为另外一种原子核)往往伴随着能量的释放。
因为核聚变和核裂变的过程中都会出现,质量的亏损,因此这两个听起来完全相反的过程,都可以释放能量。在高中时,你可以在物理中学到这方面的知识。
核聚变是两个氢核聚变成一个氦核,核裂变是一个重核裂变成两个或者多个轻核,虽然两者不同,但是都会损失重量。根据e=mc2,有重量损失就会有能量产生。