简介核能

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/28 07:07:53
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核能(或称原子能)是通过转化其质量从原子核释放的能量,符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc²,其中E=能量,m=质量,c=光速常量。核能通过三种核反应之一释放:

核裂变,打开原子核的结合力。
核聚变,原子的粒子熔合在一起。
核衰变,自然的慢得多的裂变形式。

核裂变,又称核分裂是指由重的原子,主要是指铀或鈈,分裂成较轻的原子的一种核反应形式。 原子弹以及裂变核电站的能量来源都是核裂变。 其中铀裂变在核电厂最常见,加热后铀原子放出2到4个中子,中子再去撞击其它原子,从而形成「链式反应」而自发裂变。撞击时除放出中子还会放出热,再加快撞击,但如果温度太高,反应炉会熔掉,因此通常会放控制棒(硼制成)去吸中子以降低分裂速度。

核聚变,又称核融合。是指由质量小的原子,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。原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化(从一种原子核变化为另外一种原子核)往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核,叫核裂变,如原子弹爆炸;如果是由轻的原子核变化为重的原子核,叫核聚变,如太阳发光发热的能量来源。

相比核裂变,核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题,而且其原料可直接取自海水中的氘,来源几乎取之不尽,是理想的能源方式。

目前人类已经可以实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用,必须能够合理的控制核聚变的速度和规模,实现持续、平稳的能量输出。科学家正努力研究如何控制核聚变,但是现在看来还有很长的路要走。

在2005年,部份科学家相信已经成功做出小型的核聚变1,并且得到初步验证2。首个实验核聚变发电站将选址法国3。

目前主要的几种可控核聚变方式:

超声波核聚变
雷射约束(惯性约束)核聚变
磁约束核聚变(托卡马克)

核衰变是放射性核素自发地释放射线和能量,最终转化为其他稳定核素的过程。放射性核素在进行核衰变的时候,根据核素的性质可能放射出α射线、 β射线、γ射线以及俘获电子等