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行业新闻

发生裂变时放出的巨大能量

2016/12/15 15:27:32

发生裂变时放出的巨大能量,可以按著名的爱因斯坦质能关系式E=mc2计算。这里,E是来自一定质量m损失的能量,c是光速。如果使彼此分开的中子、电子和质子结合成任一特定的原子,就会发生质量亏损。例如,根据各组成粒子的质量能算出一个42He原子质量是4.032982u。而由42He原子的实测质量是4.002604u,所以质量亏损是0.030378u。由于原子比彼此分开的中子、质子和电子更稳定,原子处于较低的能级。因此,假定42He原子由分开的质子、电子、中子构成,则每个原子损失的0.030378u将以能量的形式释放出来。跟质量亏损相当的能量叫做原子核结合能。结合能和键能类似,两者都是把整体(原子核或分子)拆散成基本组分所需能量的量度。彼此分开的核粒子比它们在核内结合时有更大的质量。

原子序数在30~63之间的元素比起非常轻和非常重的元素,每个核粒子有较大的质量亏损,这意味着最稳定的核存在于原子序30~63的元素之间。由于它们相对稳定性较好,绝大部分的核裂变产物都是原子序数为中间的元素。因此,当发生裂变并生成较小的更稳定的核时,这些粒子的总质量减小,质量必然要转变为能量。

1kg23592U或23994Pu裂变时释放的能量约相当于20000tTNT。

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