A-level 物理学(进阶物理学)/核裂变
外观
核裂变是指一个大型原子核裂变为两个较小的原子核。这被用于在发电站和核弹中产生能量。
为了启动核裂变,必须使一个原子核裂变。这是通过使原子核吸收一个慢速中子来实现的。当原子核裂变时,它会释放能量、两个成分,以及可能更多中子。如果至少释放了一个中子,那么就会发生链式反应。这个中子继续使另一个原子核不稳定,导致它分裂,产生更多中子,依此类推。
如果这种链式反应不受控制,大量的能量就会以极快的速度释放出来。这就是原子爆炸,在核弹中使用。为了在发电站中使用核裂变,必须通过在反应堆中插入硼等物质来控制释放的中子数量,这种物质会吸收中子,阻止它们继续使更多原子核分裂。
核裂变产生能量的原因是,原始原子核的结合能大于裂变反应产物的结合能。结合能的这种差异就是作为光子释放的能量(其中一些是红外线)。这种能量被用来加热蒸汽,使蒸汽加压,并使其能够驱动涡轮机,从而产生电力。
中子必须缓慢移动才能使原子核变得不稳定并分裂。如果它们移动得太快,它们就会简单地弹开。中子减速剂(如石墨或重水)用于减慢它们的速度。
1. 一个中子被发射到一些铀-235。产生了钡-141 和氪-92
产生了多少个中子(即 N 的值是多少)?
2. 为了使反应稳定,必须吸收多少比例的产生的中子?
3. 如果吸收了太多中子会发生什么?
4. 或者,铀-235 可以分裂成氙-140、两个中子和另一种元素。这种元素是什么? (你需要使用一个 元素周期表。)