核裂变的研究发现是在什么时候开始的?

2024-05-16

1. 核裂变的研究发现是在什么时候开始的?

在20世纪30年代,一群才华横溢的物理学家研究发现,通过微小铀原子的裂变产生不可思议的数量级能量的方法。这一发现直接导致了原子弹的出现,并永久性地改变了作战方式。不过核裂变也不完全意味着世界末日和大毁灭,不管人们是热爱它或是谴责它,核电站都需要依赖裂变科学。

核裂变的研究发现是在什么时候开始的?

2. 核裂变现象是哪一年被发现的

  1938年
  1938年,德国科学家奥托哈恩和他的助手斯特拉斯曼在法国科学家约里奥-居里夫人的实验基础上,发现了核裂变现象。他们发现,当中子撞击铀原子核时,一个铀核吸收了一个中子可以分裂成两个较轻的原子核,在这个过程中质量发生亏损,因而放出很大的能量,并产生两个或三个新的中子。这就是举世闻名的核裂变反应。在一定的条件下,新产生的中子会继续引起更多的铀原子核裂变,这样一代代传下去,像链条一样环环相扣,所以科学家将其命名为链式裂变反应。

3. 核裂变的裂变几率

稳定的重核的基态能量总是低于裂变势垒,要越过势垒,才能发生裂变,处于基态的核可以通过量子力学的隧道效应,有一定的几率穿越势垒而发生裂变,这就是自发裂变。势垒越高,越宽,穿透的几率就越小,原子核自发裂变的平均寿命τ就越长,图2给出了几种重核的自发裂变半衰期 t┩(约0.693τ)。从图上可见裂变几率变化的总趋势是随Z/A(Z是原子核的电荷数,A是质量数)的增加而迅速增加,和液滴模型的预测一致(见后面裂变理论部分)。重核又可能受到外来因素的影响而激发,当激发能超过裂变势垒时,就有比隧道效应大得多的几率越过势垒发生裂变,这就是感生裂变。对于感生裂变,发生裂变的几率大小可用裂变截面(核反应、核反应截面)来衡量。对于低能中子引起的裂变,偶偶核与奇A核(见原子核)的情况有显著的差别。图3是奇A核铀-235和偶偶核铀 -238的中子裂变截面曲线。可以看到,只有当中子能量超过1MeV时,才能使铀-238裂变,这样的裂变称为有阈裂变,而铀-235却没有这个限制。这是由于偶偶核俘获热中子后形成的复合核的激发能低于裂变势垒,只有当入射中子能量足够高时,才能超过势垒;奇A核吸收一个中子的结合能较大,即使是热中子入射,形成的复合核的激发能也已超过了裂变势垒的高度。这就是为什么只有铀-233 、铀-235、钚-239等奇A核才能做核燃料的主要原因。

核裂变的裂变几率

4. 核裂变是指原子核裂变吗?核裂变是怎么一回事?

核裂变:一个原子核分裂成几个原子核的变化

5. 核裂变的发展历程

核裂变是在1938年发现的,由于当时第二次世界大战的需要,核裂变被首先用于制造威力巨大的原子武器——原子弹。原子弹的巨大威力就是来自核裂变产生的巨大能量。人们除了将核裂变用于制造原子弹外,更努力研究利用核裂变产生的巨大能量为人类造福,让核裂变始终在人们的控制下进行,核电站就是这样的装置。1934年,E.费米等人用中子照射铀,企图使铀核俘获中子,再经过β衰变得到原子序数为93或更高的超铀元素,这引起了不少化学家的关注。在1934~1938年间,许多人做了这种实验,但是不同的研究者得到了不同的结果,有的声称发现了超铀元素,有的却说得到了镭和锕。1938年,O.哈恩和F.斯特拉斯曼做了一系列严格的化学实验来鉴别这些放射性产物,结论是:所谓的镭和锕实际上是原子量远比它们为小的镧和钡。对这种现象,只有假设原子核分裂为两个或两个以上的碎块才能给予解释。这种分裂过程被称为裂变。1939年L.迈特纳和O.R.弗里施首先建议用带电液滴的分裂来解释裂变现象。同年N.玻尔和J.A.惠勒在原子核液滴模型和统计理论的基础上系统地研究了原子核的裂变过程,奠定了裂变理论的基础。1940年,K.A.彼得扎克和Γ.Η.弗廖罗夫观察到铀核会自行发生裂变,从而发现了一种新的放射性衰变方式──自发裂变。1947年,钱三强等发现了三分裂(即分成三个碎片,第三个可以是 α粒子,也可以是和另外两个碎片质量相近的碎片)。1955年,A.玻尔根据原子核的集体模型提出了裂变道的概念,把裂变理论推进了一步。1962年,С.М.波利卡诺夫等发现了自发裂变同质异能态。1967年,B.M.斯特鲁金斯基提出了在液滴模型基础上加壳修正的 “宏观-微观”方法,导出了双峰裂变势垒,这是裂变研究史上的又一新成果。

核裂变的发展历程

6. 核裂变的裂变过程

下面按液滴模型的观点,简述裂变的全过程。处于激发态的原子核(例如,铀-235核吸收一个中子之后,就形成激发态的铀-236核)发生形变时,一部分激发能转化为形变势能。随着原子核逐步拉长,形变能将经历一个先增大后减小的过程。这是因为有两种因素在起作用:来自核力的表面能是随形变而增大的;来自质子之间静电斥力的库仑能却是随形变的增大而减小的。两种因素综合作用的结果形成一个裂变势垒,原子核只有通过势垒才能发生裂变。势垒的顶点称为鞍点。到达最终断开的剪裂点后,两个初生碎片受到相互的静电斥力作用,向相反方向飞离。静电库仑能转化成两碎片的动能。初生碎片具有很大的形变,它们很快收缩成球形,碎片的形变能就转变成为它们的内部激发能。具有相当高激发能的碎片,以发射若干中子和γ射线的方式退激,这就是裂变瞬发中子和瞬发γ射线。退激到基态的碎片由于中子数(N)与质子数(Z)的比例(N/Z)偏大,均处于β稳定线的丰中子一侧,因此要经历一系列的β衰变而变成稳定核(见远离β稳定线的核素)。这就是裂变碎片的β衰变链。在β衰变过程中,有些核又可能发出中子,这此中子称为缓发中子。以上就是一个激发核裂变的全过程。

7. 核裂变有可能被抑制吗?

可能,是可能;
个人觉得的办法:我们可以通过仪器释放诱导元素,使原子核吸收到的是,别的物质,而不是中子,这样,原子核就不会分裂。先让诱导元素与中子混合,成为别的形态。或是破坏反应所需条件,可阻止核裂变,分裂都分裂不了,哪来爆炸?
核弹原理:裂变只有一些质量非常大的原子核像铀(yóu)、钍(tǔ)和钚(bu)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。   聚变由质量小的原子,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。

核裂变有可能被抑制吗?

8. 核裂变后质量是否减小

不能!
  首先:核裂变并不一定是释放能量,也可以是吸收能量;聚变也是一样.化学反应中有吸热反应和放热反应,核反应和这个有些相像.
  其次,核裂变释放出的衰变能ΔE的存在形式是多种多样的:
  有可能是光能,由光子带出,记作hν,这部分能量可以光子经过原子核,通过库仑场作用变为电子偶,但要求能量必须达到1.02MeV以上,也就是要有两个电子质量能量化后能量大小.
  有可能是势能,原子核的势能,这个时候原子核处在高能态,退激发.可以有俄歇电子出射、或者γ衰变、或者是把核的能量直接交给原子,相当于原子核退激发,然后原子激发,再由原子退激发,也可以出射俄歇电子,或者特征X射线.
  有可能是动能,裂变碎片的动能,这些能量都是不太好重新物质化的能量.
  但是,宇宙也必须建立一个这样的平衡,就是能量转化成物质,虽然上述的势能、动能这些不太好转化到物质,但是能量守恒,这些能量经过多级守恒变换同化叠加后,可能在某些场的作用下满足物质化的条件,于是又物质化.最常见的就是电子对效应,能量高于1.02MeV的光子经过库仑场的时候,变成电子偶(旋转着的电子和正电子).如果能量更大,则有可能转变成质子偶,也就是质子和反质子……甚至是中子偶,……
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