第十九章原子核 第六節重核的裂變 核反應 電子 原子核 在核物理學中 原子核在其他粒子的轟擊下產生新原子核的過程 稱為核反應 研究表明 原子核的質量雖然隨著原子序數的增大而增大 但是二者之間并不成正比關系 其核子的平均質量與原子序數有如圖的關系 核子的平均質量是 原子核的質量 核子數 核子平均質量 核子的平均質量與原子序數之間的關系 物理學中把重核分裂成質量較小的核 釋放核能的反應叫做裂變 把輕核結合成質量較大的核 釋放出核能的反映叫做聚變 一 裂變 聚變 裂變 1939年12月 德國物理學家哈恩和他的助手斯特拉斯曼發現 用中子轟擊鈾核時 鈾核發生了裂變 鈾核裂變的產物是多種多樣的 一種典型的反映是裂變為鋇和氪 同時放出三個中子 其核反應方程是 鈾核的裂變 裂變中釋放出巨大的能量 在上述裂變中 裂變后的總質量小于裂變前的總質量 質量虧損 釋放出的能量為 1939年12月 德國物理學家哈恩和他的助手斯特拉斯曼發現 用中子轟擊鈾核時 鈾核發生了裂變 鈾核裂變的產物是多種多樣的 一種典型的反映是裂變為鋇和氪 同時放出三個中子 其核反應方程是 鈾核的裂變 裂變中釋放出巨大的能量 在上述裂變中 裂變后的總質量小于裂變前的總質量 質量虧損 釋放出的能量為 1kg鈾全部裂變 它放出的能量超過2000t優質煤完全燃燒時釋放的能量 用中子轟擊鈾核時 鈾核發生了裂變 釋放出的中子又引起了其他鈾核的裂變 也就是鏈式反應 鏈式反應 由裂變重核裂變產生的中子使反應一代接一代繼續下去的過程 叫做核裂變的鏈式反應 鏈式反應 使裂變物資能夠發生鏈式反應的最小體積叫做它的臨界體積 相應的質量叫做臨界質量 原子彈 小玩意兒 钚裝藥重6 1千克 tnt當量2 2萬噸 試驗中產生了上千萬度的高溫和數百億個大氣壓 致使一座30米高的鐵塔被熔化為氣體 并在地面上形成一個巨大的彈坑 在半徑為400米的范圍內 沙石被熔化成了黃綠色的玻璃狀物質 半徑為1600米的范圍內 所有的動物全部死亡 原子彈之父 奧本海默在核爆觀測站里感到十分震驚 他想起了印度一首古詩 漫天奇光異彩 有如圣靈逞威 只有一千個太陽 才能與其爭輝 我是死神 我是世界的毀滅者 原子彈 美國原子彈突襲廣島和長崎造成了巨大的毀傷 在長崎投擲的原子彈爆炸后形成的蘑菇狀云團 爆炸產生的氣流 煙塵直沖云天 高達12英里多 廣島市區80 的建筑化為灰燼 64000人喪生 72000人受傷 傷亡總人數占全市總人口的53 長崎市60 的建筑物被摧毀 傷亡86000人 占全市37 原子彈 廣島紅十字醫院里 一個嚴重燒傷的學生仰面躺在一張草席上 他的五官幾乎全被原子彈爆炸產生的熱浪抹掉了 四天后他死了 倒塌的鋼架結構建筑物 核防護 核爆炸瞬時效應防護 對核襲擊的防護大致可分為兩大類 利用工事進行掩蔽 在開闊地面上的人員 當發現核爆閃光時 立即背向爆心臥倒 可減輕傷害 放射性沾染防護 避開在沾染區或高照射量率的地區行動 人員通過沾染區時盡量乘坐車輛 在沾染區作業時要盡量縮短時間 及時穿戴個人防護器材 防止人體受沾染 進入沾染區執行任務的人員 可服用抗輻射藥 以減少放射性物質在人體內的存留 原子彈 中國第一顆原子彈爆炸蘑菇云發展圖 解決能源危機根本途徑 核能可開發的核裂變燃料資源可使用上千年 核聚變資源可使用幾億年 二 核電站 鏈式反應的應用 核電站慢中子反應堆 二 核電站 核能 解決能源危機的根本途徑核發電量占總發電比例最多的10個國家是 法國75 立陶宛73 1 比利