原子能

  yjrong ·  2008-11-24 13:07  ·  20017 次点击
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data/attachment/portal/201111/06/092704jbkns1tax1wt6nct.jpg在发现原子能以前,人类只知道世界上有机械能,如汽车运动的动能;有化学能,如燃烧酒精转变为二氧化碳气体和水放出热能;有电能,当电流通过电炉丝以后,会发出热和光等。这些能量的释放,都不会改变物质的质量,只会改变能量的形式。
例如,两辆完全相同的汽车,都是5吨,一辆在运动,一辆是静止的,如果运动的车一旦与静止的车发生碰撞,猛然停止时,动能虽然失去了,可我们发现,汽车在相撞处变得很热。这是什么原因呢?汽车的动能转变成了撞击点金属的热能。但是,原子能比化学反应中释放的热能要大将近5000万倍:铀核裂变的这种原子能释放形式约为2亿电子伏特(一种能量单位),而碳的燃烧这种化学反应能量仅放出4.1电子伏特。原子能是怎样产生的呢?铀核裂变以后产生碎片,但所有这些碎片质量加起来少于裂变以前的铀核,那么,少掉的质量到哪里去了,就是因为转变成了原子能。爱因斯坦用E=mc2的公式来表示,即:能量等于质量乘以光速的平方。由于光速是个很大的数字(c=30000000000厘米/秒),所以质量转变为能量后会是个非常巨大的数量。在核反应过程中,原子核结构发生变化释放出的能量,又称核能,20世纪30年代末,科学家发现,用中子轰击铀原子核,一个入射中子能使一个铀核分裂成两块具有中等质量数的碎片,同时释放大量能量和两三个中子;这两三个中子又能引起其他铀核分裂,产生更多的中子,分裂更多的铀核.这样形成的自持链式反应,可在瞬间把铀核全部分裂,释放出巨额能量.铀235可以被任何能量的中子特别是运动速度最慢的热中子分裂.铀238只能被运动速度很快的快中子分裂,对慢中子和热中子则只俘获不分裂.通常所说的核裂变,主要指铀235核分裂.一个铀235核分裂释放的核裂变能为2亿电子伏特.这是原子核结构发生变化的一种方式,叫裂变反应.另外一种方式叫聚变反应.如一个氘核和一个氚核聚合成一个氦核释放出的核聚变能为1760万电子伏特.以相同质量的反应物的释能大小作比较,核裂变能和核聚变能分别是化学能的250万倍和1000万倍,1千克铀235相当于2500吨煤,1千克氘和氚相当于1万吨煤.
原子能又称“核能”。原子核发生变化时释放的能量。如重核裂变和轻核聚变时所释放的巨大能量。放射性同位素放出的射线在医疗卫生、食品保鲜等方面的应用也是原子能应用的重要方面。
原子能发电
利用铀、钚、钍等核燃料在核反应堆中核裂变所释放出的热能,将水加热成高温高压蒸汽以驱动汽轮发电机组发电的一种发电方式。
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