自然界裂变，自然裂变什么意思

大家好，今天小编关注到一个比较有意思的话题，就是关于自然界裂变的问题，于是小编就整理了1个相关介绍自然界裂变的解答，让我们一起看看吧。

核聚变和核裂变为什么可以产生大量能量呢？

发现核裂变能够放出热量是偶然的。

1905年爱因斯坦发表质能方程，当时并没有提到核裂变和核聚变，1938年以前迈特纳和哈恩试图用中子打击U原子以将中子黏在U原子上得到更重的原子，但世界上此实验一直失败，因此U遭到中子轰击后发生了裂变，从此发现了核裂变现象，随后才发现这个过程是释放能量的。

图释:核物理学家迈特纳

解释核裂变能够释放能量需要先知道一个概念——结合能。

当两个或者更多个部分能够组成一个相对稳定的体系时，各个部分肯定是相互吸引的，如果想要将各个部分分开，必然会消耗额外的能量，这个额外的能量就是这个体系的结合能。

原子核就可以看做是一个体系，要想将原子核分裂成几个碎片或者核子，必然需要消耗能量，这个称为原子核的结合能，如果各个碎片或者核子组成一个大的原子核时，必然会释放能量，这一切都是核力的作用的结果。

如果原子核之间的作用力越强，则原子核结合的就越牢固，为了更准确的研究原子核的结合强度，提出了比结合能的概念，即用原子核的结合能除以核子数。比结合能越强则说明原子核结合的越紧密。

从上图可以看出铁的比结合能是最大的，以铁为分界线。也就是说其他轻的原子核较重的原子核时会放出能量，较重的核裂变时同样也会放出能量。

综上，核力的作用效果导致了不同元素的比结合能不同，比结合能不同导致了重核裂变和轻核聚变都是放热的过程。

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答：核裂变与核聚变释放能量，是以铁-56为分界线的，铁-56的比平均结合能最低，是所有原子核中最稳定的。

我们知道，氢弹的爆炸原理是核聚变，原子弹的爆炸原理是核裂变，核裂变与核聚变似乎是两个相反的过程，为何都能释放大量能量呢？

其中的原理与原子核的构成有关，原子由原子核与核外电子组成，原子核又由质子和中子构成，把质子和中子束缚在一起的力叫做强相互作用，强相互作用是四种基本力中最强的，强度是电磁相互作用的137倍，是万有引力相互作用的10^39倍。

我们来想象这么一个过程，两个天体因为万有引力相互吸引而绕行，如果我们要把两个天体分开，就需要借助外力的作用使其相互远离，这个过程需要输入能量来克服引力势能，所以两个天体靠得越远引力势能越大。

我们可以类比原子核内的情况，以氦-4为例，质子和中子通过强力结合在一起，如果我们要把原子核中的质子和中子完全分开，就需要输入能量，说明质子和中子在完全分开的情况下，整体具有的能量更高。

反过来说，质子和中子相互结合时就会释放能量，氢元素聚变为氦元素就属于这种情况，由于强相互作用很强，所以强力变化导致的能量释放也高，强力比电磁力强137倍，自然化学反应中的能量变化无法与核反应相比较。

于是核聚变就能释放巨大的能量，但是要引发核聚变并不容易，因为强力的作用范围非常小，原子核间必须克服质子的排斥力（电磁力），使质子间的距离达到强力作用范围后才能结合，比较直观的办法就是增加原子核的撞击速度和撞击频率，宏观条件就是增加温度和压力。

但是随着质子数的增加，会遇到一个大问题，就是强力的作用范围很有限，而质子间的的电磁力还在叠加，于是随着核子（质子和中子）数的增加，强力的作用在减弱，原子核反而变得不稳定，最后甚至无法形成稳定的原子核，其中的临界线就是铁-56。

于是小于铁的原子，聚变会释放能量，而高于铁的原子，裂变也会释放能量，但是重原子核内的强相互作用没有轻原子核内的强，所以裂变释放的能量没有聚变高。

在物理学中，我们用结合能来表示把不同原子核分解为质子和中子时，需要输入能量的大小，显然核子数越多结合能也越高。

真正反应原子核稳定性的是平均结合能，也就是结合能与核子数的比值，原子核的平均结合能越高，原子核就越稳定，平均结合能越低，原子核就更容易发生聚变或者裂变，由于质量和能量是等效的，所以我们也可以用核子平均质量来描述。

平均结合能就如一个在重力作用下的小球，小球越在靠近谷底的地方越稳定，越靠近山顶越不稳定，当小球从山顶滑落到谷底时，在重力作用下势能就会做功，在原子核中也是类似的，原子核平均核子质量降低，就会释放能量，所以核聚变与核裂变都会释放能量。

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原子核是由核子(质子和中子)构成的，核子之间存在相互作用的核力，原子核是一个坚固的集会体。

核聚变是轻核结合成中等质量的核的过程。

核裂变是重核分裂成中等质量的核的过程。

核聚变和核裂变之所以能产生巨大的能量，是由于：

①核子之间存在着强大的核力作用。

②原子核内存在着巨大的结合能。

③核反应存在质量亏损。

④质量亏损越大，产生的能量就越大。

实验研究表明：

原子核质量总是小于组成原子核的全部核子的质量总和，即 m核

核子结合成原子核时要放出结合能； 如：

原子核分解成核子时要吸收同样多的结合能。如：

你可能会问：为什么裂变和聚变都是放出能量？

这跟核子的平均结合能有关。

平均结合能=结合能/核子数

平均结合能是核子结合成原子核时每个核子平均放出的能量，也是把原子核分解成核子时每个核子平均吸收的能量。平均结合能越大，原子核就越难拆开，原子核越稳定。即平均结合能的大小反映的是原子核的稳定程度。

科学家们通过对核子的平均结合能和原子核的质量数的研究发现，核子的平均结合能随原子核的质量数的变化规律如下图所示：

由图可知，质量数较小的轻核和质量数较大的重核，平均结合能都比较小，中等质量数的原子核，平均结合能大，质量数为50~60的原子核，平均结合能最大。

由于核子平均结合能越大，原子核子越稳定，故重核和轻核都能发生核反应生成中等质量数的原子核放出能量。

只要知道核反应过程中的质量亏损，根据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc² ，就可以求出核反应放出的能量。如铀核的核裂变：

通过计算可知一个铀核裂变放出的能量大约为201电子伏特，1千克铀全部裂变时放出的核能就相当于2500吨优质煤完全燃烧时释放出的化学能。

而一个氘核与一个氚核结合成一个氦核会释放出17.6兆电子伏特的能量，可见核聚变比核裂变释放出的结合能大得多。

磁场里高速流动的物质转化为金属态氢离子，金属态氢离子的“磁力矩”相互切割聚合形成新元素的同时伴生电磁波——能量。

核裂变是为金属态氢离子的聚变作准备的。

金属态氢离子聚合的新元素反复裂解为金属态氢离子——链式反应，产生大量电磁波——能量。

到此，以上就是小编对于自然界裂变的问题就介绍到这了，希望介绍关于自然界裂变的1点解答对大家有用。