核裂变：核裂变的过程。 核反应

文章谈到什么是核裂变的过程中已发现并描述。 披露其能源和核武器的来源使用。

“不可分割”原子

二十一世纪是充满了这样的表达为“原子能”，“核技术”，“放射性废物”。 飘飞的头条新闻闪过有关土壤，海洋，南极冰的放射性污染的可能性报告。 然而，普通老百姓往往不是学什么样的区域，以及如何它有助于在日常生活中很不错的主意。 你应该开始，或许，与故事。 从最初的问题，其中问了精心喂养和衣冠楚楚的男人，他想知道这个世界是如何工作的。 的眼睛看到，耳朵听到的，为什么比水从石头的区别 - 这就是从远古时代照顾先贤。 即使在古印度和希腊，一些好奇之心建议，有一个最小颗粒（它也被称为“不可分割”），与材料的性能。 确认中世纪化学家猜测明智的，现代定义原子包括原子 - 这是性质的载体的物质的最小颗粒。

原子部分

然而，技术的发展（例如，照片）导致原子不再是可能的最小的颗粒物质。 虽然分开服用原子是电中性的，科学家很快意识到：它由两个部分组成不同的电荷。 负的数量来补偿从而带正电的单元的数目保持中性原子。 但有原子的丝毫不含糊模型。 由于当时的经典物理学仍然占主导地位，即有不同的假设。

原子的模型

最初，“白面包，葡萄干”的模式提出。 作为其填充原子和它，就象是在包子葡萄干的整个空间上的正电荷，负电荷被分布。 著名的 卢瑟福的实验 确定了如下：与正电荷（细胞核）一个非常沉重的元件，并与在原子中心轻得多电子包围。 核重几百倍所有电子的总和（这是99.9％（重量）的总原子数）更重。 于是诞生了原子玻尔的行星模型。 然而，它的一些元素的矛盾接受了经典物理学的时间。 因此，新的量子力学的开发。 凭借其外观的时期开始非经典科学。

原子和放射性

从所有上面清楚的是内核 - 它是原子，其构成散装的它的重，带正电荷的部分。 当 能量的量化 和电子轨道的原子的位置已被很好地研究，它是时间了解原子核的性质。 它来到了放射性的辉煌和意外发现的援助。 它帮助揭示重中心原子的精髓，作为放射源 - 核裂变。 在十九，二十世纪之交，开盘跌一前一后。 一个问题的理论溶液，产生需要设置新的经验。 实验结果引起了理论和所需要证实或驳斥假设。 通常情况下，最伟大的发现出现了，仅仅是因为在这种方式下式方便计算（如量子马克斯·普兰克）。 在摄影的时代的开始，科学家们就知道铀盐光固化感光胶片，但是他们不知道这种现象的基础是核裂变。 因此，放射性以了解核衰变的性质进行了研究。 很明显，产生的发光量子跃迁，但尚不清楚它是什么。 切特·库里提取纯镭和钋，几乎手动处理铀矿得到的回答这个问题。

充电辐射

卢瑟福已经做了很多的原子结构的研究，也促进了原子的原子核的如何划分的研究。 科学家把由放射性元素在磁场中发出的辐射，并有一个伟大的结果。 原来，辐射包括三个组成部分：一个是中性的，另外两个 - 正和负电荷。 裂变研究始于其成分的标识。 事实已经证明，核心可以划分，给予其正电荷的一部分。

细胞核的结构

后来出现了原子核组成，不仅带正电的质子的粒子，但中性的中子粒子。 他们被统称为核子（从英国«核»，内核）。 然而，科学家们又遇到了一个问题：在原子核的质量（即核子数）并不总是符合其充电。 ÿ氢原子核具有电荷的1，并且质量可以是三，二，和一个。 在下面它在周期表氦充电铁芯2，用其核含有4至6核子。 更复杂的元素可以有相同的电荷数量大得多的不同质量的。 原子称为同位素的这样的变化。 而有些是相当稳定的同位素，其他人迅速瓦解，因为对他们来说的特点是核裂变。 凭什么用核的核子稳定的数量是否一致？ 为什么只添加一个中子的沉重和相当稳定的原子核导致了他的分裂释放的放射性？ 奇怪的是，这个问题的答案很重要的问题还没有被发现。 根据经验，可以发现的是，质子和中子的一定数目的对应于核的稳定结构。 如果芯2，4，8，50个中子和/或质子时，内核将唯一稳定的。 这些数字甚至被称为神奇的（和命名了其中的成年人，科学家，核物理）。 因此，核裂变取决于它们的质量，也就是说，它们的构成核子数。

降，盖，晶体

确定负责的因素，它是不可能在目前的核的稳定性。 有原子结构模型的许多理论。 其中最有名的三和在不同的问题互相争吵往往开发。 首先是核心 - 特殊核一滴液体。 至于水，它的特点是流动性，表面张力，和融合衰变。 在内核太壳模型，有一定的能量水平，这是充满了核子。 第三状态，该芯-是-即能折射特定波长（德布罗意），其中，所述折射率的介质 的势能。 然而，没有模型至今未能在这个特别的化学元素有一定的克里提卡尔·马斯，充分说明原因，细胞核的分裂开始。

会发生什么衰变

铀，钋，镭：放射性，如上面提到的，在可以在自然界中发现的物质中。 例如，新产生的，纯铀是放射性的。 在这种情况下拆分过程将是自发的。 无铀原子中的任何外部影响一定量的发射α粒子自发转化为钍。 这是一个指标，这就是所谓的半衰期。 这表明，从最初的部件号的一段时间内将大约一半。 每个放射性元素 的半衰期 了自己-从第二到加州的一小部分的年铀，铯的几十万。 但是有一个强制的活动。 如果原子核轰击质子或α粒子（氦核）具有高的动能，它们可以被“分裂”。 转换机制，当然，从母亲最喜欢的是如何把花瓶不同。 然而，有一定的类比可以追溯。

原子能

到目前为止，我们还没有回答一个实际问题：其中在核裂变做的能量。 一开始，有必要澄清在核的形成是特殊的核力量，叫做强相互作用。 由于核心由一组正质子的，问题是，他们是如何粘在一起，因为静电势力强大到足以相互击退他们。 答案既简单，而且有：核心保持在核子特殊颗粒之间非常快速交换的代价 - 介子。 此链接生活是非常小的。 一旦终止介子的交换，核心瓦解。 一样好，已知核的质量小于所有其构成核子的总和。 这种现象被称为质量亏损。 事实上，缺少的质量 - 是花在维护内核的完整性的能量。 一旦从原子核分离该能量的某些部分在核电站产生并转换成热。 也就是说，核裂变的能量 - 是爱因斯坦的著名公式的一个明证。 回想一下，式读作：能量和质量可以被转换成彼此（E = MC ^2）。

理论与实践

现在，告诉我们如何使用它纯粹的理论发现在我的生活对电力的吉瓦。 首先，应当注意的是在控制的反应诱发裂变被使用。 最常见的是铀或钋，这是由快中子轰击。 其次，应该理解的是核裂变是伴随着创造新的中子。 其结果是，在反应区中子的数量是能够非常快速地增长。 每个中子新的，更全的内核碰撞，分裂他们，这导致增加的热量产生。 这是核裂变的链式反应。 在反应堆中子增加不受控制的量可以导致爆炸。 那是在1986年发生了什么切尔诺贝利核电厂。 因此，在反应区中总是吸收过量的中子以防止灾难的物质。 这种石墨长棒的形式。 裂变率可以通过在反应区中浸渍棒被减慢。 方程 核反应 针对每个活性物质和放射性轰击其粒子（电子，质子，α粒子）特异性制成。 然而，最后的能量输出根据守恒定律计算：E1 + E2 + E3 = E4。 也就是说，初始的核心颗粒的总能量和（E1 + E2）必须等于所得到的芯的能量和在（E3 + E4）的形式释放出来的自由能。 该等式也显示了核反应，通过分解而获得的物质。 例如，铀U =钍+他，U =铅+ NE，U =汞+镁。 它没有给出化学元素的同位素，但是这是非常重要的。 举例来说，有三种可能性铀裂变，从而产生不同的铅同位素和霓虹灯。 裂变反应中，近百分之一百会产生放射性同位素。 也就是说，铀的衰变获得放射性钍。 钍，镤能够瓦解，即 - 对锕，等等。 放射性本系列就可以了，铋，钛等。 甚至含核两个质子（在一个质子的速率）氢，否则称为 - 氘。 与氢形成的水称为重并填充在核反应堆的第一电路。

非和平原子

诸如“军备竞赛”，“冷战”，“核威胁”现代人似乎历史无关。 但是，每一次新闻发布会上伴随着新闻报道几乎世界各地的大约多少发明核武器，怎么打呢。 人们在核冬天的情况下建设地下掩体并取得股票。 全家制作的创作避难所。 即使是和平利用核裂变反应可能会导致灾难。 这似乎是切尔诺贝利教人类在这方面的精确度，但地球的元素更强：日本地震伤害非常强大的加强核电厂“福岛”的。 用于轻松很多的破坏能量的核反应。 技术只需要爆炸的有限力量，以免无意中破坏了整个地球。 最“人性化”的炸弹，如果你可以调用它，不污染辐射附近。 一般而言，最多他们使用不受控制的链式反应。 核电什么植物力求通过各种手段避免了炸弹，达到了非常原始的方法。 对于任何天然放射性元素，有纯物质的一些克里提卡尔·马斯，其中一个链式反应产生本身。 铀，例如，是只有五十公斤。 由于铀是一个非常困难的，这只是一个小的金属球12-15厘米，直径。 第一个原子弹投在广岛和长崎，恰恰就这一原则：简单的合并纯铀的两个不相等的部分，并产生了一个可怕的爆炸。 现代武器很可能更为复杂。 然而，关于克里提卡尔·马斯是没有必要忘记之间纯的放射性物质的储存过程中的小体积应该是防止拼凑障碍。

辐射源

所有具有电荷超过82原子核的元素是放射性的。 几乎所有的打火机化学元素具有放射性的同位素。 该细胞核重，其寿命越少。 一些元素（如加州）只能得到合成 - 推动重原子与较轻的颗粒，通常与促进剂。 由于他们是很不稳定的，它们不存在于地壳：地球的形成，他们很快衰变成其他元素。 更轻核，如铀的物质，也能够提取。 这个过程是漫长的，适合于铀矿开采，即便是在非常丰富的矿石中含有少于百分之一。 第三种方式，或许，表明新的地质时代已经开始。 这种提取从放射性废物的放射性元素。 在发电厂的工作燃料，在潜水艇或航空母舰，起始材料和最终铀，除法的结果的混合物后。 目前，它被认为是放射性固体废物，收费是棘手的问题，因为他们是在以使它们不污染环境的方式处置。 然而，存在的是，在不久的将来准备浓缩的放射性物质（例如，钋），将从该废物来生产的可能性。