首页 >
原子能
✍ dations ◷ 2025-06-07 16:30:28 #原子能
核结合能(英语:Nuclear binding energy),又称为原子能或核能,是由组成原子核的粒子之间发生的反应释放出的能量。原子能比化学反应中释放的热能要大将近5千万倍:铀核裂变的这种原子能释放形式约为200,000,000电子伏特,而碳的燃烧这种化学反应能量仅放出4.1电子伏特。1905年,阿尔伯特·爱因斯坦提出狭义相对论,之后作为推论,又提出质能方程E=mc²,(其中E=能量,m=质量,c=光速常量)。自此核能得到科学的解释和开发利用。原子核由中子和质子构成。每个中子和质子都有自己的质量。但由于强相互作用与库伦相互作用的存在,一个原子核的质量不完全等于每个中子和质子的质量和。比如氦原子的质量M(
(
H
e
2
4
)
{displaystyle (He_{2}^{4})}
)=4.002603原子质量单位(u),氢原子的质量M(
(
H
1
1
)
{displaystyle (H_{1}^{1})}
)=1.007825u,中子的质量M(n)=1.008665u氦核(
(
H
e
2
4
)
{displaystyle (He_{2}^{4})}
)的质量与组成它的2质子(即2个氢原子)与2个中子质量和不同:2×M(
(
H
1
1
)
{displaystyle (H_{1}^{1})}
)+2×M(n)=2×1.007825u+2×1.008665u=4.032980uM(
(
H
e
2
4
)
{displaystyle (He_{2}^{4})}
)= 4.002603u其差值为:△M=4.032980u-4.002603u=0.030377u当二个中子和二个质子组成一个氦核时,要损失△M=0.030377u的质量。通过爱因斯坦的质能方程,可以算出由两个中子和两个质子形成一个氦核所释放的能量:ΔE=ΔM
⋅
{displaystyle cdot }
c
2
{displaystyle {c^{2}}}
=28.30兆电子伏特。核结合能主要由强相互作用引起。其中包括体积能、表面能、库伦排斥能、对称能和对能等组成。由于原子核的结构与水滴的结构十分相近,可将原子核近似看做密度十分巨大的液滴来处理,这就是原子核的液滴模型。很显然,组成原子的核子越多,它的结合能就越高。因此,我们不妨将原子核的结合能与核子数之比定义为一个新的物理量——比结合能(又称平均结合能)。比结合能越大,原子核中的核子结合得越牢固,原子核越稳定。精密的物理检测表明对于质量数偏低的原子,核子比结合能随着质量数的增大而增大,而在镁和铁之间达到最大,之后便随着质量数的增大而减小。因此可以得出,当重原子裂变成两个或多个原子时,生成原子的结合能总和会大于原来重原子所具有的结合能,此间的差值便会以热能的形式释放出来,这便是核裂变反应。反之,当几个轻原子结合,合成原子的结合能大于原本所有原子结合能之和,这便是核聚变反应放出能量的来源。核能因为其巨大的能量具有强大的应用潜力但同时如果应用不当,落入反和平人士手中,其高强度能量却有可能变成全人类的灾难。核能一直备受抵制却不可替代。
核能的应用主要集中在以下几种形式:
相关
- 耳膜鼓膜(Tympanic membrane)是分割外耳和中耳的薄膜。鼓膜是耳的重要组成部分,它获取空气中的声音,并将之传递给中耳中的听小骨。在听小骨中,直接与鼓膜相连的是锤骨。鼓膜的破裂或
- 司他夫定司他夫定(英语:Stavudine)也称为 d4T,是预防及治疗艾滋病的抗反转录病毒药物,主要市售药名为滋利特(英语:Zerit) 。一般推荐和其他抗反转录病毒药物一起使用,在受到针扎伤害(英语:needl
- CXCL111RJT· inflammatory response · immune response · signal transductionCXCL11(英语:Chemokine (C-X-C motif) ligand 11)是一小分子的细胞因子属于CXC趋化因子家族,又被称
- 形意符号语言学上的形意符号(英:ideogram,亦称表意符号、形意图或表意图),是一种图形符号,只代表一定意义。它不是一种代表语言的语素或语音的文字系统。换句话说,这种文字系统并不能用于记
- 可能世界可能世界(英语:Possible world)的概念被用来在哲学和逻辑中,表达模态断言。在哲学中,术语“模态”覆盖了如“可能性”“必然性”“偶然性”这类观念。谈论可能世界在当代哲学讨论
- X波段1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11ELF SLF ULF VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHFA B C D E F G H I J K L MHF VHF UHF L S C X Ku K Ka Q V W根据IEEE 521-2002标准,X波段是指频率在8-12
- 脂肪酶脂酶,是一种催化脂类的酯键水解反应的水溶性酶。因此,脂酶是酯酶下的一个亚类。脂酶存在于基本上所有的生物体中,它在对脂类(如甘油三酸酯、脂肪、油等)的消化、运输和剪切中发挥
- 日本威士忌日本威士忌是一种在日本生产制造的威士忌。日本威士忌师承自苏格兰威士忌,口味较苏格兰轻柔,贴近东方人口味。日本酿造威士忌历史距今短短不足100年。日本人首次接触威士忌,要
- 第二次世界大战如同其他欧洲国家一样,荷兰也经历了1929年的世界经济大萧条。荷兰总理Hendrik Colijn通过稳定荷兰盾的价值来避免在荷兰发生像德国那样的恶性通货膨胀。尽管这种政策的确抑制
- 十七第八第十埃及第十七王朝是古埃及第二中间时期的一个王朝,其存在时间大约为前1580年至前1550年。第十七王朝与第十五王朝、第十六王朝共同组成第二中间时期。第十七王朝继第十