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铀核裂变

发布时间:2023-09-05 17:26:05

铀核是一种物理元素,铀有三种同位素(所谓同位素是指它们的原子核内含的质子数目相同,但含的中子数目不相同的元素,它们在元素周期上放在同一个位置上),即铀-234、铀-235和铀-238。其中的铀-234和铀-238不会发生核裂变,只有铀-235这种同位素原子能够发生核裂变,或者说,做核燃料的实际上是铀-235。但是,从矿山里开采出来的铀里面,铀-235的含量却又是很低,仅占0.66%,绝大部分是铀-238,它占了99.2%。

铀核裂变

铀核裂变详细介绍

铀核是一种物理元素,铀有三种同位素(所谓同位素是指它们的原子核内含的质子数目相同,但含的中子数目不相同的元素,它们在元素周期上放在同一个位置上),即铀-234、铀-235和铀-238。其中的铀-234和铀-238不会发生核裂变,只有铀-235这种同位素原子能够发生核裂变,或者说,做核燃料的实际上是铀-235。但是,从矿山里开采出来的铀里面,铀-235的含量却又是很低,仅占0.66%,绝大部分是铀-238,它占了99.2%。

铀核裂变裂变过程

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。

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