腾讯科技讯 2008年5月13日上午10时,我国著名的电工理论和电磁工程专家、中国工程院俞大光院士做客腾讯,向网友们介绍了核武器裂变与聚变的原理。俞大光院士形象的比喻说,核聚变的原理就像烧火,需要高温才能够反应,而且这个温度要达到好几百万摄氏度,当少于这个温度的时候,聚变就会停止,如同燃烧的煤,火烧的不旺煤就就会熄灭。

中国工程院俞大光院士做客腾讯
俞大光院士介绍说,核武器就是运用核能做成的武器,人们通俗的称称为原子弹和氢弹。学术上的称呼,原子弹应该叫做裂变武器,氢弹叫做聚变武器。但是聚变武器现在也包含一部分裂变。
所谓裂变,就是利用原子核裂变所提供的能量来做成的武器。原子核的性质是这样的,有轻原子核,有重原子核,但是能够提供能量的一般都是重原子核。现在一般通用来做裂变武器的原子核比较多的是以铀235和钚239这两种为主的。裂变就是一个原子核受到一个中子的打击,打击之后原子核裂开了,变成了两个原子核,裂变过程当中有质量亏损,根据质量和能量的转换关系,裂变产生了巨大的能量。
一个原子核裂变,能量也并没有多少,大约几百个电子伏,但是在裂变的过程中间,核反应之后通常要放出一些中子出来,放出来的中子数量不是一个定数,有的多一些,有的少一些,但平均是两到三个。裂变之后放出的中子又要使周围其他的和同样的元素、核素起裂变作用,于是一个带七八个、十来个,然后这七八个、十来个,每一个又带七八个、十来个从而产生高能量,很多很多原子核进行裂式裂变反应,产生出作为武器使用的能量。
第二个能量的来源就是轻原子核的裂变。我们知道化学元素中间最轻的就是氢了,氢的核也是最简单的核,氢也有它的同位素,一个是重氢,还有一个超重氢。这两种同位素都具有比较容易裂变的条件,一个氢原子核跟另外一个氢原子核聚会到一起,发生核反应。原子核和原子核合在一起发生裂变特别困难,要很大的能量才能够使它们聚会在一起,所以就需要很高的温度,因此,这个反应又叫做热核反应或是聚变反应。聚变反应的能量比裂变反应能量大三倍。但是,氢原子核本身质量轻,同样重量的氢元素、聚变元素聚合在一起,原子核数量多,所以总的来看,聚变反应能量比裂变反应能量就不至是大三倍的问题了。
聚变反应需要高温,一个聚变反应释放出的能量很少,也是放出一些中子,这种小规模的核聚变反应还是可以借助人为的方法避开高温获得的,但如果要是大量的,就必须热核反应,使聚变反应变成一个自持的反应,就是自己维持自己的反应,就像烧火一样,煤要烧起来的话,一部分燃烧了,这部分燃烧产生的能量又影响到另外一部分温度提高了,另一部分又燃烧了,能量越多,煤燃起来的就越来越旺。
聚变也是同样的性质,一个聚变了之后,能够放出一些中子,同时也产生一些能量,靠本身的聚变提供热的能量,维持温度。但这个温度要维持到一个很高的温度才能够维持热核聚变反应,温度要达到好几百万个摄氏度才能发生聚变反应,当少于这个温度的时候,聚变一会儿就熄灭了,就像烧火一样,火烧的不旺一会儿就灭了。这么高的高温,人为和其他的办法很难达到,只有靠原子核的裂变。聚变有一个好处就是没有核污染,而裂变有核污染。(文/邹波)
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