A-level 物理學(進階物理學)/核裂變
外觀
核裂變是指一個大型原子核裂變為兩個較小的原子核。這被用於在發電站和核彈中產生能量。
為了啟動核裂變,必須使一個原子核裂變。這是透過使原子核吸收一個慢速中子來實現的。當原子核裂變時,它會釋放能量、兩個成分,以及可能更多中子。如果至少釋放了一箇中子,那麼就會發生鏈式反應。這個中子繼續使另一個原子核不穩定,導致它分裂,產生更多中子,依此類推。
如果這種鏈式反應不受控制,大量的能量就會以極快的速度釋放出來。這就是原子爆炸,在核彈中使用。為了在發電站中使用核裂變,必須透過在反應堆中插入硼等物質來控制釋放的中子數量,這種物質會吸收中子,阻止它們繼續使更多原子核分裂。
核裂變產生能量的原因是,原始原子核的結合能大於裂變反應產物的結合能。結合能的這種差異就是作為光子釋放的能量(其中一些是紅外線)。這種能量被用來加熱蒸汽,使蒸汽加壓,並使其能夠驅動渦輪機,從而產生電力。
中子必須緩慢移動才能使原子核變得不穩定並分裂。如果它們移動得太快,它們就會簡單地彈開。中子減速劑(如石墨或重水)用於減慢它們的速度。
1. 一箇中子被髮射到一些鈾-235。產生了鋇-141 和氪-92
產生了多少箇中子(即 N 的值是多少)?
2. 為了使反應穩定,必須吸收多少比例的產生的中子?
3. 如果吸收了太多中子會發生什麼?
4. 或者,鈾-235 可以分裂成氙-140、兩個中子和另一種元素。這種元素是什麼? (你需要使用一個 元素週期表。)