為什麼核反應,無論是聚變還是裂變都產生能量?不是聚變應該吸收能量儲存內能嗎

2022-10-25 04:41:14 字數 5084 閱讀 1683

1樓:

實際上是這樣的:

原子核裡邊質子、中子總數不一樣的時候,原子核的能量就不一樣.一般以「比結合能」這個資料來衡量原子核能量大小.

結合能,就是指單個質子或中子聚變生成某種原子核時釋放的總能量.比結合能,就是用某種原子核的結合能除以原子核的質量數(也就是質子、中子總數)所得的比值.可以看到,比結合能越低,則原子越不穩定,因為原子繼續釋放能量的潛力更大,能量越高越不穩定.

而比結合能是有最大值的,最大值出現在質量數為56的位置,也就正好是鐵的位置.質量數大於56的原子核在裂變時放出能量,質量數小於56的原子核在聚變時也放出能量.

從微觀角度談就這種原因的話,就要從原子核內部作用力的角度分析了,原子核內質子、中子之間同時存在電磁相互作用與強相互作用,通俗一點講的話,這兩種作用力的代數和達到最小值的時候,原子核就最穩定.而這兩種相互作用達到最小值,恰好是在質量數為56的時候.

所以鐵原子核是當前發現的最穩定的原子核,無論是裂變還是聚變都要吸收大量能量.所以僅僅有鐵元素是很難發生聚變的.這就是為什麼地球上存在大量的鐵,月球、火星上也存在大量的鐵的緣故.

但也絕不能說鐵就一定不能再聚變.一方面,如果用氫、氦等比結合能低的元素與鐵發生聚變,使得到的原子核比結合能加權平均值比參加反應的氫、氦、鐵等元素還要高,那麼聚變放能也是可以實現的,只是條件很苛刻.

另一方面,鐵的聚變無非需要兩個條件:強大的壓力與足夠的溫度.在地球上這些條件可能實現不了,但在天體演變中卻是可以實現的,尤其是超新星**,短時間內可以提供足夠的條件使鐵聚變,從而生成溴、碘、金、銀、鉛、鈾等重元素.

從宇宙學角度來講,實際上生成鐵也不容易.氫元素比結合能很低,可以比較容易聚變成氦等元素,但氦再聚變就很困難了,條件非常苛刻,至少太陽做不到.如果要聚變成鐵,那就需要恆星質量非常大、內部溫度壓力非常高才行,一般認為恆星質量要達到太陽的10至20倍甚至更多才能生成鐵元素.

而地球上存在的n種重元素,不出意外是遠古時代超新星**結果,至少可以說明太陽已經不是第一代恆星了.

2樓:匿名使用者

由核子的結合能數值決定,無論是聚變還是裂變都釋放能量

核反應,是核裂變還是核聚變?兩種都釋放能量,為什麼?沒有一種反應是吸收能量的嗎?

3樓:科學普及交流

核反應是釋放能量 的。呵呵。、

核反應包括核裂變和核聚變。

現在的核電站都是核裂變。

4樓:霜天斷雁影未央

這是一種錯誤的說法,準確來說比鐵重的原子裂變防能,聚變吸能。比鐵輕的原子,聚變放能,裂變吸能。所以人類到現在都不能隨意合成元素,否則現在**和黃土就是一個價了。

5樓:匿名使用者

當然有啦。

排在鐵元素後面的元素,發生聚變要吸收能量,排在鐵元素前面的元素,發生裂變要吸收能量。

例如,氫元素髮生聚變,釋放能量,那麼,反過來,聚變成的新元素,裂變成氫元素,就要吸收能量,同樣的,鈾裂變,釋放能量,那麼,返過來,裂變成的新元素,聚變成鈾元素,就要吸收能量。

以目前的技術,暫時不能。即使能,也得不償失,只是浪費更多的能源,產生新的問題。

6樓:匿名使用者

核反應確實包括核裂變和核聚變,比如原子彈的是核裂變,而氫彈則是核聚變。現在核發電站用的是核裂變,因為核聚變的技術要求更高,但應用的前景很大。

核聚變,即輕原子核(例如氘和氚)結合成較重原子核(例如氦)時放出巨大能量。

因為化學是在分子、原子層次上研究物質性質,組成,結構與變化規律的科學,而核聚變(核裂變)是發生在原子核層面上的,所以核聚變(核裂變)不屬於化學變化。

化學反應中很多都有從外界吸收能量的,比如化學反應,銨根水解即為吸熱。至於全球化變暖的問題,可能在你深入學習化學後,會找到方法。(我不是化學人,只能幫你到這了。)

為什麼核裂變和核聚變放出能量?而且這是兩個相反的過程,如果一個放出能量,另一個不應是吸收能量嗎? 20

7樓:200912春

所生成新元素比參加反應的元素質量有所減少,所減少的質量為m,由e=m.c^2-->轉為能量。。

8樓:匿名使用者

主要原因是:每種原子內的核子(中子、質子、反中子和反質子的統稱),平均質量存在差異,在鐵原子中的平均質量最小。

這將導致:

(1)鐵以下的原子,聚變會釋放能量;

(2)鐵以上的原子,裂變會釋放能量

9樓:feng經過

裂變和聚變對應重核與輕核,兩個不同系統,沒有「不應」一說

為什麼鐵聚變無法產生能量?

10樓:匿名使用者

原因:鐵的原子核的核子(質子和中子)的平均質量最小,所以不論聚變還是裂變核子質量都會增大,也就是吸收能量,而非放出能量。

核是指由質量小的原子,主要是指氘,在一定條件下,只有在極高的溫度和壓力下才能讓核外電子擺脫原子核的束縛,讓兩個原子核能夠互相吸引而碰撞到一起,發生原子核互相聚合作用。

11樓:

鐵不能發生核反應,因為鐵沒有放射性,即使能,鐵這種原子序數高的也只能是裂變

12樓:匿名使用者

鐵原子的核子平均質量最小,聚變時不會出現質量虧損

13樓:匿名使用者

鐵能聚便,2樓的物理得補補了

但是鐵的原子核的核子(質子和中子)的平均質量最小,所以不論聚變還是裂變核子質量都會增大,也就是吸收能量,而非放出能量

比鐵重的元素(如鈾 釷)裂變核子平均質量變小,放能;比鐵輕的元素(如氫 氦)聚變核子平均質量變小,放能。

理論上除鐵外的所有元素都能以某種方式(聚變或裂變)放能,但大多數元素的反應條件太難達到,所以一般用鈾 釷等裂變和氫(氘氚)聚變

平均質量=原子核質量/核子個數(約等於1)

14樓:衝啊大狙

餓,鐵能聚變麼?

聚變是輕原子核之間結合的,比如氘氚等等

核聚變和核裂變聽起來是兩個完全相反的過程,為什麼都能釋放能量?

15樓:冰湖凝心

因此,可以讓幾個輕核聚集組成一箇中等質量的核

16樓:笙笙橙

具體的說,目前已經發現的100多種元素中

17樓:追夢

不論是核聚變還是核裂變,只要其中有質量的虧損,根據愛因斯坦的質能方程,虧損的質量就會轉化為能量釋放出來

18樓:海萌

因為核聚變和核裂變的過程中都會出現,質量的虧損,因此這兩個聽起來完全相反的過程,都可以釋放能量。在高中時,你可以在物理中學到這方面的知識。

19樓:請叫我大神棍

其實不是所有的核聚變和核裂變都要釋放能量,甚至某些元素的核聚變和裂變都會吸收能量,不過這需要很苛刻的條件

20樓:匿名使用者

核聚變是兩個氫核聚變成一個氦核,核裂變是一個重核裂變成兩個或者多個輕核,雖然兩者不同,但是都會損失重量。根據e=mc2,有重量損失就會有能量產生。

21樓:輕雨

不管是核聚變還是核裂變都是改變了原子的體積大小

22樓:如來神掌

因為核聚變和核裂變的過程中都會出現,質量的虧損

為什麼銀的原子核是既不聚變也不裂變的?為什麼原子核最穩定的事鐵原子啊?

23樓:

理論上任何原子核都能發生核聚變,任何原子核也能發生核裂變(氫原子核除外)。核聚變與核裂變引發的條件以及能量的釋放或者吸收是完全相反的。

鐵原子是核反應吸能或者放能的界限,任何比鐵輕的原子核核聚變都能釋放能量,任何比鐵重的原子核核聚變都需要吸收能量。任何比鐵輕的原子核核裂變都需要吸收能量,任何比鐵重的原子核裂變都可以釋放能量。所以銀的原子核當然可以通過核裂變來釋放能量。

點燃不同原子核的核聚變(核裂變)所需的能量也不同,以核聚變為例,引發氫聚變只需要1500萬攝氏度,而要想引發氦聚變,則需要超過7000萬度的高溫,而大恆星內部數十億度的高溫都無法引發鐵的核聚變,只有超新星才能引發。核裂變完全相反,越重的原子核引發核裂變所需的能量越少。而越輕的原子核則越難,鈾燃料只需要用中子轟擊就能引發核裂變,而要想讓氦原子重新裂變成氫原子需要極強的能量。

鐵原子核無論核裂變和核聚變都要吸收能量,因為鐵原子核是最穩定的原子核。原子核結構的穩定是由兩種力決定的,即核力(強相互作用引力)和庫侖力(電磁力)決定。在原子核中,質子由於帶著相同的電荷,所以庫侖力會讓質子相互排斥。

但由於質子與中子之間存在核力,核力像膠水一樣把質子和中子牢牢粘合在一起避免了質子相互排斥分離,從而導致原子核瓦解。這就是為什麼構成重的原子核一定要有中子存在。

核力比庫侖力強100多倍,因此即便質子之間存在斥力,核力也能牢牢束縛原子核。但核力也不是無限強大,隨著原子核質子數越來越大,庫侖斥力的總和會逐漸超過核力,原子核就會變得越來越不穩定。這就是為什麼超重元素都是放射性元素,因為原子核希望通過輻射釋放出一些質子,讓原子核內的庫侖斥力不會超過核力,避免原子核瓦解。

對於那些庫倫斥力總和接近核力的原子核(例如鈾),由於本身原子核就處於不穩定的狀態,這時如果我們對它的原子核施加外力(例如中子轟擊),就可以輕易擊碎原子核,引發核裂變。元素越重,庫倫斥力總和就越大,原子核就越難發生核聚變,同時也越容易瓦解(核裂變)。如果庫倫斥力總和超過了核力,原子核就會瞬間解體。

庫侖力小,原子核越難引發核裂變,但是更容易發生核聚變。因為核聚變需要兩個原子核相互結合,由於庫侖力作用射程比核力要遠,在兩個原子核發生融合之前,首先需要克服庫倫斥力。比方說鐵原子核存在26個質子,也就有26份庫侖斥力,比氫原子核多26倍,比氦原子核要多13倍,所以也更不易引發核聚變。

鐵原子核不是最難發生核聚變的元素(金銀要困難得度),也不是最難發生核裂變的元素(氦是最難發生核裂變的元素)。但我們說的最穩定的原子核要同時考慮核聚變與核裂變。所以鐵原子核的最穩定其實是它抵抗核聚變與核裂變能力的一個「平均分」的結果。

24樓:匿名使用者

因為鐵原子核的平均質量數最小,其比結合能又最大,所以最為穩定。

25樓:匿名使用者

這麼高深的問題,跟磁鐵為什麼對鐵表現最強引力似得,不深入光子的內部結構估計解決不了。

為什麼核聚變與核裂變都能釋放能量?原理是什麼

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