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1 # 科科雪碧
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2 # 己所甚欲勿施於人
一個原子分裂成兩半,能產生多大威力,目前實驗中並沒有資料。
不過按照質能方程計算,一個氫原子全部轉化成能量,也沒有多大,即使在你的指尖上轉化,你也感覺不到。
核裂變產生的能量巨大,是因為裂變的原子數量巨大。
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3 # 沈大哥
一個原子核分裂後組成兩個(或幾個)新的原子核時會發生質量虧損。什麼是“質量虧損”呢?我們來做一道小學生的算術題,一個2兩的饅頭,平分成了二個,每個應是一兩。把兩個分開的饅頭合在一起不到二兩,老師問:怎麼回事?小同學的回答可能五花八門,笑破肚皮……。還是回到我們的問題上來吧,一個原子核分開後的新生成的幾個原子核的總質量要小於分裂前一個原子核的質量,這叫原子核的“質量虧損”。
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4 # M陽光一米二
原子由原子核及圍繞它做無規則運動的n個電子組成,原子核在發生核裂變時,釋放出巨大的能量稱為原子核能,俗稱原子能。1千克鈾-238的全部核的裂變將產生20,000兆瓦小時的能量(足以讓20兆瓦的發電站運轉1,000小時),與燃燒2500噸煤釋放的能量一樣多。單個原子發生裂變能量有限,但積少成多,實為壯觀!著名物理學家愛因斯坦的質能方程可以說明其巨大的威力!c為光速,E為能量。自然好神奇,你說呢?
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5 # 小城的小程
原子核的裂變或者聚變反應和普通化學反應產生能量的機理是不一樣的,我們在學習化學的時候知道,化學反應遵循能量守恆定律,也就是宏觀來講反應前後物質的總質量不變,微觀上來講原子的種類和數量是不變的,但是核反應不一樣,他們不遵守質量守恆定律,它們反應後的質量會變小,這個就叫質量虧損,而虧損的這部分質量轉化成了能量。咱們來說一下質能方程E=mc²,也就是說宇宙中的任何一個物體,它蘊含的能量都可以用這個公式衡量出來,那如果一塊一公斤重的石頭,會不會也蘊含公式中所能算出的能量呢,答案是肯定的,但是世界上大部分物體,你沒有辦法讓它們把質量完全虧損掉而變成能量(如果你真能的話,那麼地球的資源問題會得到永久的解決,你會成為全宇宙中最牛x的科學家,永遠都是)。一塊木頭,我們只能透過燃燒來放出能量,但是這個能量不是質量虧損變成的,它是普通的化學能,普通的化學能是透過化學鍵的舊鍵斷裂和新鍵的合成來放出或者吸收能量的,物理變化中的能量變化也是透過分子鍵的斷裂與合成產生的。核裂變和聚變的過程中,原子發生了變化,所以不是化學反應。我們知道,原子是能分割的,由中子,質子和電子構成,它們之間存在核力,它是短程力,更是一種強相互作用,破壞它們的同時,會導致原子核本身的質量發生虧損,其實這個虧損也非常的小,但是這麼小的質量乘以光速的平方計算來看,它釋放的能量也是非常大的,這就是為什麼核爆炸比普通爆炸能量大的原因。
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6 # 他鄉雲難掩故鄉月
接上文-氫氣
摘自《論思維與人工智慧》
前面說了基本粒子的最高能量,又繼續往下分析,得出一個奇怪的結論,1,基本粒子都是大小相等,質量相等的不可分割的最小物質,2,整個宇宙都是由這樣相同的最小物質組成的,3,不存在整體質量大於或小於基本粒子的物質,4,物質形態的不同完全因為基本粒子的運動方式以及組合方式的不同而不同。首先宣告我是一個唯物主義者,然後再來說明基於以上4點得出的結論,至少在地球上,所有基本粒子組成的世界的形式像極了由畫素構成的照片---一個全息的物質世界。不能再深想了,
回到主題,既然電子也是基本粒子,我們也可以由動能公式計算出繞氫原子核運動的核外電子的動能,進而得出氫原子核的質量,用原子核的質量除以基本粒子的質量,求出原子核含有多少個基本粒子。百度裡有氫原子核的質量1.66*10^-27kg,省了一步功夫前面說過基本粒子的質量為10^-54kg,好了,得數10^26個基本粒子,哇塞,嚇一跳,別說什麼質子,中子,氫原子核與核外電子之比竟然比太陽和地球之比大多了,小小的電子圍繞著這麼一個龐然大物在做運動,是不是我的計算有誤?有沒有大神幫幫我?好吧,無論氫原子核比核外電子大多少,可是為什麼氫原子核只能吸引一個電子呢?沒辦法,我們來自己算一算氫原子核的質量是多少吧,因為氫原子只有一個電子,說明氫原子是一個能量穩定的狀態,先算出繞氫原子核轉動的電子的能量,這個能量等於原子核的能量,再除以單個靜止基本粒子的質量(只能假設氫原子核內的基本粒子做輕微運動),氫原子核外繞核運動的電子的速度為10^6米/s(每秒1000公里,不可想象一個電子在原子核裡的運動速度),不用算也知道,靜止的氫原子核有10^6個基本粒子,但是前面說過了,所有物質都是由基本粒子組成的,氫原子核也不例外,無論什麼原因,基本粒子本身都在自旋,基本粒子在氫原子核內的運動方式難以想通,就算低速運動,氫原子核內基本粒子數量減為10^6的百分之一個,10000個,這樣電子也不會對原子核產生擾動。為什麼一定要算出原子核內基本粒子的數量?這樣就可以知道核聚變為什麼會產生巨大的能量,氫原子,原子受力膨脹,氫原子核及核外電子運動加速,當電子的運動速度達到光速逃逸時,氫原子核的引力不平衡,(前面說過,氫原子核也是由基本粒子構成的)原子核之間互相聚合以達到引力平衡狀態,原子核兩兩聚合,組成新的物質氦,同時釋放出大量多餘的基本粒子,為什麼有多餘的基本粒子釋放,因為氦原子的電子是反方向自旋運動的(所謂的量子糾纏的原始狀態),這樣對氦原子核的引力要求比兩個氫原子核少的多,所以兩個氫原子核聚合後產生大量的基本粒子以光速逃逸形成產生巨大能量,這就是核聚變。
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7 # 夯後離
因為我們宇宙就是在原子裡,一個小原子其實是一個宇宙,也就是佛家說的一方世界。而原子裂變就是這個宇宙爆炸了,這得產生多大能量。我們現在所有物理知識原理也只能適應這個宇宙。而且時間也不同,我們這個億萬年的宇宙可能是原子也就一瞬間。
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8 # 天涯鐵鉤
核能的理論基礎是愛因斯坦的相對論。愛因斯坦用著名的方程式E=MC^2表示,質量和能量是等價的,其比例常數為光速的平方。
這是一個恐怖的公式,它意味著物質中的基本單元——原子核中蘊含著巨大的,足以毀天滅地的能量,開啟它的鑰匙就是原子核反應。原子直徑的數量級大約是10^-10m,而原子核極小,它的直徑在10^-15m~10^-14m之間,當原子核發生變化,發生“質量虧損”的過程,那部分失去的質量將轉化為能量。一般的物理和化學反應(包括燃燒、斷裂、沸騰等)只涉及原子或分子的重新排布,不涉及到原子核,它還是老老實實地處於原子的襁褓中。
1945年,美軍在日本廣島種了個大蘑菇。那不是普通的爆炸,向心聚焦壓縮波(又稱內爆波),使外圍的核裝藥同時向中心合攏,使其密度大大增加,也就是使其大大超臨界。再利用一個可控的中子源,等到壓縮波效應最大時,才把它“點燃”。中子轟擊重鈾235,鈾核分裂成兩個中等質量的核同時放出2~3箇中子,出現質量虧損,即核裂變。
核能有多麼巨大,我們不妨簡單計算一下:
1kg鈾235中含有的原子核數為1000/235×6.2×10^23=2.562×10^24個,
每個鈾核裂變能放出200 MeV的能量,則1kg鈾核裂變能釋放:
△E=2.562×10^24×200 MeV=5.124×10^26MeV=5.124×10^32×1.6×10^-19 J=8.2×10^13 J,
標準煤熱值為2.93×10^7 J/kg,那麼1kg鈾235釋放的能量大約與2800噸煤相當。
鏈式反應可以不斷供給核分裂所需要的大量中子,使裂變持續進行下去,如果鏈式反應不加以控制,發生雪崩式連鎖反應瞬間完成,就成為原子彈,如果鏈式反應可控,平穩釋放核能,則成為反應堆。
因鈾235易俘獲慢中子而不易俘獲快中子,透過慢化劑使裂變釋放的快中子減速,維持鏈式反應,以及用吸收中子能力很強的鎘棒做成控制棒,插入鈾棒之間,控制鏈式反應速度。透過這一原理建設的反應堆為慢中子反應堆,即慢堆。
不易在熱中子作用下發生裂變反應的鈾-238,在吸收了快中子後,可以變成另一種易裂變的核素鈽-239。在不斷消耗鈽-239的同時,又有鈾-238不斷轉變成新的鈽-239,而且新生的鈽-239比消耗掉的還多,從而使堆中核燃料變多,實現裂變材料的增殖。透過這一原理建設的反應堆為快中子增值反應堆,即快堆。在天然鈾中,鈾-235僅佔0.71%,佔絕大多數的鈾-238不能利用。而快堆核電廠在發電中消耗的是鈾-238,使鈾利用率大幅度提高。
比核裂變更猛烈的核反應是核聚變。核聚變是兩個較輕的原子核聚合為一個較重的原子核,並釋放出能量的過程。自然界中最容易實現的聚變反應是氫的同位素——氘與氚的聚變,這種反應在太陽上已經持續了50億年。
這個核反應釋放的能量是17.6MeV,雖然比一個鈾核裂變產生的能量少,但平均每個核子產生的能量17.6/5=3.52MeV,是鈾裂變200/236=0.85MeV的4倍。
人類生存所需的化石能源,是上古時期遺留下來的動植物的遺骸在地層下經過上萬年的演變形成的能源。如煤(植物化石轉化),石油(動物體轉化),天然氣等。 “萬物生長靠太陽”,生物能源是從太陽能轉化而來的,其轉化的過程是透過綠色植物的光合作用將二氧化碳和水合成生物質。而太陽及所有發光恆星的能源來自核反應。
核聚變不需要稀有的原料,氘在地球的海水中藏量豐富,多達40萬億噸,如果全部用於聚變反應,釋放出的能量足夠人類使用幾百億年,而且反應產物是無放射性汙染的氦。另外,由於核聚變需要極高溫度,一旦某一環節出現問題,燃料溫度下降,聚變反應就會自動中止。也就是說,聚變堆是次臨界堆,絕對不會發生類似前蘇聯切爾諾貝利核(裂變)電站的事故,它是安全的。因此,聚變能是一種無限的、清潔的、安全的新能源。這就是為什麼世界各國,尤其是發達國家不遺餘力,競相研究、開發聚變能的原因所在。
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9 # 毒聚一方
原子彈是核裂變它可不是分裂成兩半,他是一個原子核接收到一箇中子然後裂變成多個原子核同時還發出多箇中子,然後這些中子再和原子核反應,再裂變更多的原子核和更多的中子....如此迴圈下去......你說這威力能不大嗎
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10 # 新皮蛋
其實在愛因斯坦未提出質能方程式之前,有很多人都與你的想法一樣,那個時候幾乎是沒有人知道原子能量是非常強大的,而且在未進入量子領域進行研究之前,當時的物理學界基本上覺得幾乎所有的東西都差不多知道了,物理研究差不多就快到盡頭了,認為世界上所有的東西都可以在經典物理學中求得解答,殊不知在普朗克對黑體輻射研究之後,才開始意識到另一個未知的世界存在,當愛因斯坦的狹義相對論出現之後,最偉大的質能方程式才由此誕生,但是超前的思想實驗得出的結論有多少是真的呢,它給予我們的是指引向前的一種力量,從此我們才進入核能研究時代。
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11 # 對不起我射戰斧了
鏈式反應的!雪崩效應!一箇中子撞擊u235會出來一個鋇,一個剋,3箇中子!3個繼續撞!以此類推!那能力嗨了去了!
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12 # 艾伯史密斯
答:標準的回答,都是用質能方程和強相互作用來解釋;在這裡,我換一個角度來回答這個問題吧!
主要是因為大自然把人類,限制在一個極小的範圍內,包括空間,時間,速度和能量等等。
相對論告訴我們,質量和能量是統一的,兩者的換算係數是光速;而“巨大”與“微小”是相對的。
1、有時候想到光速的快都覺得可怕,光一秒走過的距離,比我們一生走過的路還長。
2、但是想到宇宙更恐怖,光速是如此的快了,但是光穿過整個可見宇宙都要930億年。
3、我們一生也就幾十年,而整個宇宙的年齡有138億年。
大自然就是這麼的吝嗇,把人類限制在一個極微小的範圍內,微小到可以忽略不計。
同樣,大自然把人類的速度限制得很死,目前最快的宇宙飛船也就每秒幾十公里,和光速差了很多很多。
正是因為這樣,光速對於人類來說是遙不可及的,那麼質量和能量的換算,必定也是遠遠超過人類的理解範圍。
所以重原子的分裂和輕原子的聚變,損失質量轉換成的能量,也註定是人類望塵莫及的,在這裡,巨大得相對性,就體現了出來。
本質上說,不是原子裂變釋放的能量大,而是大自然把人類能力限制得太小了,使得原子裂變釋放的能量,相對於人類能力來說,顯得巨大而已!
這個解釋頗有哲學味道,大家看看就行呢,不能當作嚴謹的解釋……嘻嘻
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13 # 姝子
看了這麼多回答,儘管有的很專業,但並不太容易理解。此問題的重點在為什麼,而不僅僅問什麼是核爆炸。
核能方程式回答這個問題,繞不開愛因斯坦的核能方程式,但是得先說明一點:這個方程式並不適用於普通的爆炸。因為我們生活中普通的爆炸,釋放的能量是化學能,而不是核能。化學反應中,原子只是改變了排列方式,並沒有發生裂變或聚變。釋放的能量其實只是原子核外環境的激盪,相對於核爆炸來說,以小襯大,顯得核爆炸威力就很巨大了,但如果和宇宙級別的撞擊來相比較,則顯得微不足道。
鏈式反應原子那麼小,為什麼發生核裂變或聚變時,能產生那麼大的能量釋放。那是因為核裂變或聚變發生變化的並不只有一個原子,而是很多數以億計的原子在同時發生鏈式反應。就好比雪崩效應或蝴蝶效應一樣,中子激發只是起到一個導火索的作用,隨後產生的鏈式反應,能量的幾何級倍增才使得整個爆炸威力顯得很巨大。
質量虧損在描述核能方程式時,會經常提到一個詞“質量虧損”,質量是如何轉換成能量的,僅透過公式無法具象化。用文字描述或許更便於理解:在原子未發生核裂變或聚變之前,原子核是由於膠子的強作用力(核力)將質子與中子束縛在原子核中,質子數決定質量,中子決定化學性質。在發生核反應時,中子一直起到啟用下級鏈式反應的作用。發生變化的、實際上釋放出能量的是質子,當決定質量的質子發生變化,釋放出能量,質量減少,能量增大,且這個過程極快,增量極大,用光速的平方去表述,並不是因為和光子有什麼直接的關係,而是量級相當。
衝擊波和核輻射核爆炸如果僅單次發生在太空中的話,人們觀察到的效果並不覺得它有什麼威力。缺少了空氣作為介質,既看不到衝擊波,又聽不見巨大的爆炸聲。而核爆炸之所以在人們看來有很大的威力,還跟地球的環境有關。空氣相當於一面放大鏡一樣,將核爆炸的能量進一步通過沖擊波的形式進行傳遞,騰起的蘑菇雲,巨大的爆炸坑和周邊環境的毀滅,將這種威力透過視、聽、感各種綜合感官傳遞給人們。隨後的核輻射對於周邊的動植物的基因突變的影響,更是加深了人們對於核爆炸的恐懼心理。
因此,為什麼原子那麼小,卻能產生那麼大的威力,決定因素是綜合的,關鍵因素就在於鏈式反應。
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14 # 趙曉民173
要回答這個問題,我首先想起了一句話:一個傻瓜提出來的問題,十個聰明人也難以回答,況且,這個提問題的人還不是一個傻瓜。
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15 # 微論數碼
因為兩個二代原子在形成一代原子得時候也是需要能量把它慢慢的變成的,但是如果裂變時肯定把當初的能量釋放出來,並具有加速度。
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16 # 木星小太陽
原子的質量除以重子數(質子數與中子數的和)是原子的相對重量。鐵原子相對重量最輕,以鐵原子為基礎,不論原子數增加還是減少,相對重量都增加。所以重原子核分裂時會損失重量,按照質能方程會放出能量,而輕原子相反,結合時才放出能量。所以這個問題是不對的,如果鐵原子分裂就要吸收能量。
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“大”是相對的概念。
普通的爆炸也是由原子產生的,只不過是那些在運動原子周圍遊走的原子。顯然,“分裂原子”所蘊含的能量要比“運動原子周圍的原子”多得多。因此,“分裂的原子”所產生的爆炸威力自然也要大得多。但是要搞清楚,這樣的結果所基於的事實是:將原子結合在一起的力量(核力)比使原子保持在彼此之間相對位置的力量(化學勢)要強得多。
因此,其實樓主想問的應該是:為什麼原子這麼小,爆炸所產生的威力卻這麼大?
答案是:那是因為原子數量多得驚人(1萬億億億顆原子!),這些“小”的效應累積在一起,可以產生巨大的威力。