核裂變主要作用

2016/12/7 15:07:21

核電站和原子彈是核裂變能的兩大應(yīng)用，兩者機制上的差異主要在于鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度是否受到控制。核電站的關(guān)鍵設(shè)備是核反應(yīng)堆，它相當(dāng)于火電站的鍋爐，受控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就在這里進(jìn)行。核反應(yīng)堆有多種類型，按引起裂變的中子能量可分為:熱中子堆和快中子堆。熱中子的能量在0.1eV(電子伏特)左右，快中子能量平均在2eV左右。運行的是熱中子堆，其中需要有慢化劑，通過它的原子與中子碰撞，將快中子慢化為熱中子。慢化劑用的是水、重水或石墨。堆內(nèi)還有載出熱量的冷卻劑，冷卻劑有水、重水和氦等。根據(jù)慢化劑和冷卻劑和燃料不同，熱中子堆可分為輕水堆(用輕水作慢化劑和冷卻劑稍加濃鈾作燃料)、重水堆(用重水作慢化劑和冷卻劑稍加濃鈾作燃料)和石墨水冷堆(石墨慢化，輕水冷卻，稍加濃鈾)，輕水堆又分壓水堆和沸水堆。

發(fā)展歷程

核裂變是在1938年發(fā)現(xiàn)的，由于當(dāng)時第二次世界大戰(zhàn)的需要，核裂變被首先用于制造威力巨大的原子武器--原子彈。原子彈的巨大威力就是來自核裂變產(chǎn)生的巨大能量。人們除了將核裂變用于制造原子彈外，更努力研究利用核裂變產(chǎn)生的巨大能量為人類造福，讓核裂變始終在人們的控制下進(jìn)行，核電站就是這樣的裝置
聚焦核裂變
聚焦核裂變。

1934年，E.費米等人用中子照射鈾，企圖使鈾核俘獲中子，再經(jīng)過β衰變得到原子序數(shù)為93或更高的超鈾元素，這引起了不少化學(xué)家的關(guān)注。在

1934~1938年間，許多人做了這種實驗，但是不同的研究者得到了不同的結(jié)果，有的聲稱發(fā)現(xiàn)了超鈾元素，有的卻說得到了鐳和錒。

1938年，O.哈恩和F.斯特拉斯曼做了一系列嚴(yán)格的化學(xué)實驗來鑒別這些放射性產(chǎn)物，結(jié)論是:所謂的鐳和錒實際上是原子量遠(yuǎn)比它們?yōu)樾〉蔫|和鋇。對這種現(xiàn)象，只有假設(shè)原子核分裂為兩個或兩個以上的碎塊才能給予解釋。這種分裂過程被稱為裂變。

1939年L.邁特納和O.R.弗里施首先建議用帶電液滴的分裂來解釋裂變現(xiàn)象。同年N.玻爾和J.A.惠勒在原子核液滴模型和統(tǒng)計理論的基礎(chǔ)上系統(tǒng)地研究了原子核的裂變過程，奠定了裂變理論的基礎(chǔ)。

1940年，K.A.彼得扎克和Γ.Η.弗廖羅夫觀察到鈾核會自行發(fā)生裂變，從而發(fā)現(xiàn)了一種新的放射性衰變方式──自發(fā)裂變。

1947年，錢三強等發(fā)現(xiàn)了三分裂(即分成三個碎片，第三個可以是 α粒子，也可以是和另外兩個碎片質(zhì)量相近的碎片)。

1955年，A.玻爾根據(jù)原子核的集體模型提出了裂變道的概念，把裂變理論推進(jìn)了一步。1962年，С.М.波利卡諾夫等發(fā)現(xiàn)了自發(fā)裂變同質(zhì)異能態(tài)。

1967年，B.M.斯特魯金斯基提出了在液滴模型基礎(chǔ)上加殼修正的 "宏觀-微觀"方法，導(dǎo)出了雙峰裂變勢壘，這是裂變研究史上的又一新成果。