重核裂變

重核裂變是質量較大的核俘獲中子後分裂成兩個(或多個)中等質量核的反應過程。重核裂變時會放出幾個中子，並同時釋放出大量的能量。

基本介紹

• 中文名：重核裂變
• 外文名：Heavy nuclear fission
• 領域：核能利用

發現歷史

自從19世紀末放射性被發現，特別是有核模型的提出，人為變革原子核的欲望就復活了。1919年，盧瑟福使用天然放射源放射的α粒子作炮彈轟擊乾燥的空氣，第一次實現了原子核的人工嬗變，開闢了人為變革原子核的途
徑。

1932年中子、氘核和正電子的相繼問世，將核物理學推向新的階段。1934年，約里奧———居里夫婦用α粒子轟擊輕元素(B、Mg、AI)發現放射源撤走以後，還可測到反射性，發射正電子，發現了人工放射性。人工放射性的發現為原子核物理開闢了一個活躍的新領域，以此為起點費米取得了一系列重大的實驗成果。首先他用中子轟擊鈾核而發現了超鈾元素。其次在實驗中發現的慢中子，是重核裂變發現的重要前提。1938年德國化學家哈恩和
助手斯特拉斯曼重複用中子轟擊鈾的實驗，經過仔細分析得到中間元素鑭和鋇，證實用中子打擊鈾核除產生超鈾元素外，還引起鈾核的裂變。接著奧地利籍科學家邁特納和弗里希根據玻爾的液滴模型對鈾核分裂作了精闢的物理解釋。

至此20世紀令世人震驚的原子核裂變發現了，1946年我國科學家錢三強、何澤慧發現了鈾核的三分裂、四分裂現象，為核裂變理論的完善作出了重要的貢獻。

鏈式反應

（1）、定義：由重核裂變產生的中子使裂變反應一代接一代繼續下去的過程，叫做核裂變
的鏈式反應。

（2）、發生條件：臨界體積（臨界質量）
鈾-235原子分裂時會（根據分裂方式的不同）釋放出兩個或三個中子。如果附近沒有鈾-235原子，那么這些中子將會以中子射線的方式飛走。如果鈾-235原子是一塊鈾的一部分——那么附近就有其他鈾原子——於是將會發生下面三種情況：
a.如果，平均起來，擊中另一個鈾-235原子的自由中子少於一個，那么這塊質量就是亞臨界的。最終，物質的誘發裂變會終止。

b.如果，平均起來，每次裂變正好有一個自由中子擊中另一個鈾-235原子核並使它發生裂變，那么這塊鈾的質量就被認為是臨界的。其質量將維持一個穩定的溫度。核反應堆必須被維持在臨界狀態。（套用於核電站、核潛艇等提供核動力源）

c.如果，平均起來，有超過一個自由中子擊中了另一個鈾-235原子，那么這塊鈾的質量就是超臨界的。鈾會熱起來。(套用於核彈)

利用

一克鈾全部裂變放出的能量為8× 10*10焦耳,相當於2.5噸煤的燃燒熱。一公斤鈾全部裂變釋放的能量,相當於2
萬噸梯恩梯炸藥爆炸時放出的能量。原子能裂變釋放的能量大而集中，要使裂變釋放的巨大能量能夠為人類利用，必須形成可控鏈式反應。

1942年12月費米領導的著名的曼哈頓工程建成世界上第一座人工核裂變反應堆，首次實現了可控鏈式反應，為人類開闢了新的能源，具有劃時代的歷史意義。繼美國之後，前蘇聯1946年建成原子能反應堆，並率先於1954年建成世界上第一座裝機容量500萬千瓦的石墨水冷核反應堆核電站。

從此原子能和平利用的研究工作進展迅速，核電技術取得飛速發展。許多國家建成原子能發電站，原子能已經成為許多國家的能源支柱。