什么叫核裂變和核聚變呢````為什么太陽(yáng)輻射是核聚變啊怎么理解啊`

【專家解說(shuō)】：　　核裂變(Nuclearfission)又稱核分裂，是一個(gè)原子核分裂成幾個(gè)原子核的變化。是指由重的原子，主要是指鈾或钚，分裂成較輕的原子的一種核反應(yīng)形式。 　　只有一些質(zhì)量非常大的原子核像鈾(yóu)、釷(tǔ)等才能發(fā)生核裂變。這些原子的原子核在吸收一個(gè)中子以后會(huì)分裂成兩個(gè)或更多個(gè)質(zhì)量較小的原子核，同時(shí)放出二個(gè)到三個(gè)中子和很大的能量，又能使別的原子核接著發(fā)生核裂變……，使過(guò)程持續(xù)進(jìn)行下去，這種過(guò)程稱作鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。原子核在發(fā)生核裂變時(shí)，釋放出巨大的能量稱為原子核能，俗稱原子能。1千克鈾-235的全部核的裂變將產(chǎn)生20,000兆瓦小時(shí)的能量(足以讓20兆瓦的發(fā)電站運(yùn)轉(zhuǎn)1,000小時(shí))，與燃燒300萬(wàn)噸煤釋放的能量一樣多。另見(jiàn)裂變和聚變。 　　核裂變是在1938年發(fā)現(xiàn)的，由于當(dāng)時(shí)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(lái)自核裂變產(chǎn)生的巨大能量。目前，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(lèi)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。 　　裂變釋放能量是因?yàn)樵雍酥匈|(zhì)量－能量的儲(chǔ)存方式以鐵及相關(guān)元素(見(jiàn)核合成)的核的形態(tài)最為有效。從最重的元素一直到鐵，能量?jī)?chǔ)存效率基本上是連續(xù)變化的，所以，重核能夠分裂為較輕核(到鐵為止)的任何過(guò)程在能量關(guān)系上都是有利的。如果較重元素的核能夠分裂并形成較輕的核，就會(huì)有能量釋放出來(lái)。然而，很多這類(lèi)重元素的核一旦在恒星內(nèi)部形成，即使在形成時(shí)要求輸入能量(取自超新星爆發(fā))，它們卻是很穩(wěn)定的。不穩(wěn)定的重核，比如鈾-235的核，可以自發(fā)裂變?？焖龠\(yùn)動(dòng)的中子撞擊不穩(wěn)定核時(shí)，也能觸發(fā)裂變。由于裂變本身釋放分裂的核內(nèi)中子，所以如果將足夠數(shù)量的放射性物質(zhì)(如鈾-235)堆在一起，那么一個(gè)核的自發(fā)裂變將觸發(fā)近旁兩個(gè)或更多核的裂變，其中每一個(gè)至少又觸發(fā)另外兩個(gè)核的裂變，依此類(lèi)推而發(fā)生所謂的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。這就是稱之為原子彈(實(shí)際上是核彈)和用于發(fā)電的核反應(yīng)堆(通過(guò)受控的緩慢方式)的能量釋放過(guò)程。對(duì)于核彈，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是失控的爆炸，因?yàn)槊總€(gè)核的裂變引起另外好幾個(gè)核的裂變。對(duì)于核反應(yīng)堆，反應(yīng)進(jìn)行的速率用插入鈾(或其他放射性物質(zhì))堆的可吸收部分中子的物質(zhì)來(lái)控制，使得平均起來(lái)每個(gè)核的裂變正好引發(fā)另外一個(gè)核的裂變。 　　核裂變所釋放的高能量中子移動(dòng)速度極高(快中子)，因此必須透過(guò)減速，以增加其撞擊原子的機(jī)會(huì)，同時(shí)引發(fā)更多核裂變。一般商用核反應(yīng)堆多使用慢化劑將高能量中子速度減慢，變成低能量的中子(熱中子)。商營(yíng)核反應(yīng)堆普遍采用普通水、石墨和較昂貴的重水作為慢化劑。 　　核裂變是一個(gè)原子核分裂成幾個(gè)原子核的變化。只有一些質(zhì)量非常大的原子核像鈾、釷等才能發(fā)生核裂變。這些原子的原子核在吸收一個(gè)中子以后會(huì)分裂成兩個(gè)或更多個(gè)質(zhì)量較小的原子核，同時(shí)放出二個(gè)到三個(gè)中子和很大的能量，又能使別的原子核接著發(fā)生核裂變……，使過(guò)程持續(xù)進(jìn)行下去，這種過(guò)程稱作鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。原子核在發(fā)生核裂變時(shí)，釋放出巨大的能量稱為原子核能，俗稱原子能。1克鈾235完全發(fā)生核裂變后放出的能量相當(dāng)于燃燒2.5噸煤所產(chǎn)生的能量。比原子彈威力更大的核武器是氫彈，就是利用核聚變來(lái)發(fā)揮作用的。核聚變的過(guò)程與核裂變相反，是幾個(gè)原子核聚合成一個(gè)原子核的過(guò)程。只有較輕的原子核才能發(fā)生核聚變，比如氫的同位素氘、氚等。核聚變也會(huì)放出巨大的能量，而且比核裂變放出的能量更大。太陽(yáng)內(nèi)部連續(xù)進(jìn)行著氫聚變成氦過(guò)程，它的光和熱就是由核聚變產(chǎn)生的。 　　核聚變的定義： 　　核聚變是指由質(zhì)量小的原子，主要是指氘或氚，在一定條件下（如超高溫和高壓），發(fā)生原子核互相聚合作用，生成新的質(zhì)量更重的原子核，并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)形式。原子核中蘊(yùn)藏巨大的能量，原子核的變化（從一種原子核變化為另外一種原子核）往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核，叫核裂變，如原子彈爆炸；如果是由輕的原子核變化為重的原子核，叫核聚變，如太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱的能量來(lái)源。 　　相比核裂變，核聚變幾乎不會(huì)帶來(lái)放射性污染等環(huán)境問(wèn)題，而且其原料可直接取自海水中的氘，來(lái)源幾乎取之不盡，是理想的能源方式。 　　目前人類(lèi)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)不受控制的核聚變，如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類(lèi)有效利用，必須能夠合理的控制核聚變的速度和規(guī)模，實(shí)現(xiàn)持續(xù)、平穩(wěn)的能量輸出。科學(xué)家正努力研究如何控制核聚變，但是現(xiàn)在看來(lái)還有很長(zhǎng)的路要走。 　　目前主要的幾種可控核聚變方式： 　　超聲波核聚變 　　激光約束（慣性約束）核聚變 　　磁約束核聚變（托卡馬克） 　　核聚變的另一定義 　　比原子彈威力更大的核武器—?dú)鋸?，就是利用核聚變?lái)發(fā)揮作用的。核聚變的過(guò)程與核裂變相反，是幾個(gè)原子核聚合成一個(gè)原子核的過(guò)程。只有較輕的原子核才能發(fā)生核聚變，比如氫的同位素氘(dao)、氚(chuan)等。核聚變也會(huì)放出巨大的能量，而且比核裂變放出的能量更大。太陽(yáng)內(nèi)部連續(xù)進(jìn)行著氫聚變成氦過(guò)程，它的光和熱就是由核聚變產(chǎn)生的。 　　核聚變能釋放出巨大的能量，但目前人們只能在氫彈爆炸的一瞬間實(shí)現(xiàn)非受控的人工核聚變。而要利用人工核聚變產(chǎn)生的巨大能量為人類(lèi)服務(wù)，就必須使核聚變?cè)谌藗兊目刂葡逻M(jìn)行，這就是受控核聚變。 　　實(shí)現(xiàn)受控核聚變具有極其誘人的前景。不僅因?yàn)楹司圩兡芊懦鼍薮蟮哪芰?，而且由于核聚變所需的原料——?dú)涞耐凰仉梢詮暮Ｋ刑崛?。?jīng)過(guò)計(jì)算，1升海水中提取出的氘進(jìn)行核聚變放出的能量相當(dāng)于100升汽油燃燒釋放的能量。全世界的海水幾乎是“取之不盡”的，因此受控核聚變的研究成功將使人類(lèi)擺脫能源危機(jī)的困擾。 　　但是人們現(xiàn)在還不能進(jìn)行受控核聚變，這主要是因?yàn)檫M(jìn)行核聚變需要的條件非?？量?。發(fā)生核聚變需要在1億度的高溫下才能進(jìn)行，因此又叫熱核反應(yīng)?？梢韵胂螅瑳](méi)有什么材料能經(jīng)受得起1億度的高溫。此外還有許多難以想象的困難需要去克服。盡管存在著許多困難，人們經(jīng)過(guò)不斷研究已取得了可喜的進(jìn)展?？茖W(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了許多巧妙的方法，如用強(qiáng)大的磁場(chǎng)來(lái)約束反應(yīng)，用強(qiáng)大的激光來(lái)加熱原子等。可以預(yù)計(jì)，人們最終將掌握控制核聚變的方法，讓核聚變?yōu)槿祟?lèi)服務(wù)。 　　利用核能的最終目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)受控核聚變。裂變時(shí)靠原子核分裂而釋出能量。聚變時(shí)則由較輕的原子核聚合成較重的較重的原子核而釋出能量。最常見(jiàn)的是由氫的同位素氘（讀"刀"，又叫重氫）和氚（讀"川"，又叫超重氫）聚合成較重的原子核如氦而釋出能量。核聚變較之核裂變有兩個(gè)重大優(yōu)點(diǎn)。一是地球上蘊(yùn)藏的核聚變能遠(yuǎn)比核裂變能豐富得多。據(jù)測(cè)算，每升海水中含有0.03克氘，所以地球上僅在海水中就有45萬(wàn)億噸氘。1升海水中所含的氘，經(jīng)過(guò)核聚變可提供相當(dāng)于300升汽油燃燒后釋放出的能量。地球上蘊(yùn)藏的核聚變能約為蘊(yùn)藏的可進(jìn)行核裂變?cè)厮茚尦龅娜亢肆炎兡艿?000萬(wàn)倍，可以說(shuō)是取之不竭的能源。至于氚，雖然自然界中不存在，但靠中子同鋰作用可以產(chǎn)生，而海水中也含有大量鋰。 　　第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是既干凈又安全。因?yàn)樗粫?huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的放射性物質(zhì)，所以是干凈的。同時(shí)受控核聚變反應(yīng)可在稀薄的氣體中持續(xù)地穩(wěn)定進(jìn)行，所以是安全的。 　　目前實(shí)現(xiàn)核聚變已有不少方法。最早的著名方法是"托卡馬克"型磁場(chǎng)約束法。它是利用通過(guò)強(qiáng)大電流所產(chǎn)生的強(qiáng)大磁場(chǎng)，把等離子體約束在很小范圍內(nèi)以實(shí)現(xiàn)上述三個(gè)條件。雖然在實(shí)驗(yàn)室條件下已接近于成功，但要達(dá)到工業(yè)應(yīng)用還差得遠(yuǎn)。按照目前技術(shù)水平，要建立托卡馬克型核聚變裝置，需要幾千億美元。 　　另一種實(shí)現(xiàn)核聚變的方法是慣性約束法。慣性約束核聚變是把幾毫克的氘和氚的混合氣體或固體，裝入直徑約幾毫米的小球內(nèi)。從外面均勻射入激光束或粒子束，球面因吸收能量而向外蒸發(fā)，受它的反作用，球面內(nèi)層向內(nèi)擠壓（反作用力是一種慣性力，靠它使氣體約束，所以稱為慣性約束），就像噴氣飛機(jī)氣體往后噴而推動(dòng)飛機(jī)前飛一樣，小球內(nèi)氣體受擠壓而壓力升高，并伴隨著溫度的急劇升高。當(dāng)溫度達(dá)到所需要的點(diǎn)火溫度（大概需要幾十億度）時(shí)，小球內(nèi)氣體便發(fā)生爆炸，并產(chǎn)生大量熱能。這種爆炸過(guò)程時(shí)間很短，只有幾個(gè)皮秒（1皮等于1萬(wàn)億分之一）。如每秒鐘發(fā)生三四次這樣的爆炸并且連續(xù)不斷地進(jìn)行下去，所釋放出的能量就相當(dāng)于百萬(wàn)千瓦級(jí)的發(fā)電站。 　　原理上雖然就這么簡(jiǎn)單，但是現(xiàn)有的激光束或粒子束所能達(dá)到的功率，離需要的還差幾十倍、甚至幾百倍，加上其他種種技術(shù)上的問(wèn)題，使慣性約束核聚變?nèi)允强赏豢杉暗摹? 　　盡管實(shí)現(xiàn)受控?zé)岷司圩內(nèi)杂新L(zhǎng)艱難的路程需要我們征服，但其美好前景的巨大誘惑力，正吸引著各國(guó)科學(xué)家在奮力攀登。