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1 # 山野村夫64430783
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2 # 手機使用者58903279720
其實,問題還是“不太嚴格”的,只能比較仔細的介紹一下情況。
我們知道,一次“中子誘發”的鈾235裂變,放出的能量約為200MeV。這些“裂變能”有180MeV是被“裂變碎片”帶走,還有約20MeV是被裂變時放出的中子和γ射線帶走。這裡當然不包括“各種裂變碎片自然衰變”時釋放出來的各種“電離輻射”(包括β、γ射線和中子)。
而一次“核聚變”,根據“聚變核反應”的不同,釋放出來的“聚變能”是不一樣的。氘氚聚變時,釋放出約18MeV的能量,其中中子帶走約五分之四,剩下五分之一由α粒子帶走(即變成由氘氚聚變生成的氦4原子核的動能)。
而如果是氘氘聚變,它有兩個“核反應道”,一是生成一個氦3原子核加一箇中子,另一個是生成一個質子加一個氚原子核。這兩個核反應道釋放出來的聚變能也是不一樣的。
情況介紹清楚了,答案也就知道了吧。
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3 # 雲遊27272727
核聚變和核裂變哪個釋放的能量大,不能一概而論,主要是看它們反應後是否有質量虧損,以及質量虧損的大小,而虧損的質量就以愛因斯坦質能方程的形式釋放出來了。
首先,輕核的聚變,重核的裂變是有質量虧損的,但聚變到鐵元素就沒有質量虧損了,所以恆星內部一旦有鐵元素的出現,就接近死亡了。核聚變的材料一般是鈾235,鈾238和鈽239,據說轟炸日本廣島的就一枚代號“小男孩”的鈽彈。
以鈾235為例,它的原子核有92個質子和143箇中子,質量是235個單位,它吸收一個慢中子後,原子核就發生了裂變,變為三個原子核(假設為兩個鋅核一個鍺核),釋放出來6箇中子,裂變後的總質量不等於230,質量減少了鈾235的3-5/萬。
以氘為例,它的原子核有一個質子和兩個中子,質量是3個基本單位,核聚變後變成了一個氦3並釋放出來一箇中子,其總質量不等於5,減少了氘核質量的大約30/萬。
一公斤的氘完全聚變後,其質量虧損是一公斤鈾完全裂變後質量虧損的8--10倍,所以同質量的核聚變所釋放的能量是核裂變所釋放的能量的8--10倍
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4 # 摘葉飛花
感謝題主的發問!
答案是:發生聚變反應時,單位質量的核材料產生的能量,遠大於核裂變時,單位質量核材料產生的能量。
分析如下:
核聚變或裂變的發生時,發生原子核的變化、電子遷躍的變化。原子核的中子、質子數目的變化和原子核能級的變化。這此均會產生輻射,有X射線,中子射線,α射線,β射線,γ射線。
U235核裂變產生質量虧損,根據愛因斯坦的質能方程,E=MC^2,可以計算裂變釋放能量,每個U235原子大約釋放192.5MeV。
根據:
1eV=1.6E-19J, U235摩爾質量為235g/mol
摩爾的定義:阿伏伽德羅常數(約6.02×10^23)個微粒的集體作為一個單位,叫摩爾。摩爾是表示物質的量(符號是n)的單位,簡稱為摩,單位符號是mol。
標準煤每千克熱值7000kcal或29,300,000J
計算得到:
1kg U235裂變產生的能量
1000/235*6.02*10^23*192.5M*1.6*10^-19=7,890,0426MJ.
1kg克鈾釋放的能量/29,300,000=2.6M,相當於2600噸標準煤釋放的能量。
自然界中氫以1H(氕,H),2H(氘,D),3H(氚,T)三種同位素的形式存在。 D(氘)和T(氚)發生聚變反,1個D加1個T應會產生一箇中子,並且釋放17.6MeV的能量.兩個D(氘)發生聚變反應大約放出14.1MeV能量。
1H(氕,H),2H(氘,D),3H(氚,T)摩爾質量分別為1g/mol,2g/mol,3gmol
根據上面的原理,可以計算
1kg DT聚變產生的能量:1000/4*6.02*10^23*17.6M*1.6*10^-19=423,808,000MJ
相當於相當於2600噸標準煤釋放的能量14,465噸標準煤釋放的能量。
1kg H聚變產生的能量:1000/4*6.02*10^23*14.1M*1.6*10^-19=339,528,000MJ
相當於相當於2600噸標準煤釋放的能量11,588噸標準煤釋放的能量。
由於,可以看出發生聚變反應時,單位質量的核材料產生的能量遠高於核裂變時,單位質量核材料產生的能量。
核的聚變與裂變,都為人類提供了能源。現在,利用核裂變的核電站已經便布世界。中國,美國,英國,俄羅斯均在研究人工可控核聚變裝置(託卡馬克核聚變,也稱超導託卡馬克可控熱核聚變EAST)。
2018年11有12,中國的核聚變實驗裝置觸達一億度,這為人類和平利用核聚變能,造福世界,跨出堅實的一步!!
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輕核核子的平均結合能比重核核子的平均結合能要大的多,所以同等質量的輕核核聚變釋放的能量遠大於同等質量的重核裂變釋放的能量。