Math🌌 xiatianming456
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科普:聚变与裂变-结合能与比结合能 相对论有一个著名公式:E=MC^2。 原子的基本质量单位是u,它是C-12质量的1/12。 我们都知道,1个氘核是一个中子和一个质子组成的,而氦核是两个中子和两个质子组成的。所以,我们有理由推断,氦核的质量是氘核的两倍。可是,氦核的质量并不是两个氘核,质量出现了亏损!如果将两个氘核融合,亏损的质量会变成能量。这部分能量就和结合能有关。 如果把单独的粒子拼成氦核,放出的能量就是地地道道的结合能了。 聚变就是利用这个原理,产生巨大的能量。 可是,裂变是什么情况?铀的结合能应该比铅的结合能大呀! 现在,不能只看结合能,要看比结合能。用结合能除以质量数,得到的每个核子的结合能,就是比结合能。下图是比结合能曲线。(从质量数25开始,横轴单位做了一些变化,这样看的更清楚) 可以看出,he和fe的比结合能是非常高的。所以,聚变都要向he靠拢,裂变需要向fe靠拢。(某些特殊情况下,聚变可以一直到fe) 你们一定听说过,“核聚变是未来的新能源”。可是,在目前,核聚变还有种种困难。普通的pp聚变不适用了,现在的核聚变需要氘和氚聚变,才能更高效。氚有放射性,需要用中子轰击锂制造。于是,科学家们不让氚陪氘聚变了,用氦-3。这样就做到了真正的无污染:副产品只有氢,不想以前有中子。 核裂变,很多时候是循环裂变。比如u裂变成th,th再裂变...直到稳定为止。4n“生产线”是th开始,裂变成ra,然后ac...最后变成pb。4n+2“生产线”则是u裂变成th,th裂变成pa,然后u,th,ra,rn...最后变成pb。 在不久的将来,这些核物理技术将为能源危机做出巨大贡献。
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