為什麼核裂變和核聚變都釋放能量?

原子彈是核裂變,重的原子分裂成輕的,釋放能量

氫彈是核聚變,輕的原子聚合成重的,也釋放能量

那這樣如果條件合適不是無限產生能量了?


很簡單,小原子核結合放能,隨著原子核變大,結合就不再放能以至於吸收能量。這時打碎原子核也就放能。中間的臨界是鐵(26號元素)。也就是說,小於鐵的元素結合放能,如氫彈爆炸。重於鐵的元素裂變放能,如核電站。

下圖為原子核結合能,圖片來自香港天文台

http://www.hko.gov.hk/education/dbcp/radiation/chi/r4.htm


我們可以假定每個核子本身所具有的能量相同。核子與核子之間結合會放出一部分能量。然而有趣的部分在於:A個核子結合放出能量為WA,平均每個核子放出的能量WA/A並不是一個定值,我們把WA/A叫做比結合能,比結合能與A的關係可以參考上面幾位答主的圖片。

由於比結合能不是一個定值,當我們把核子組合重新排布了之後,能量就會發生變化。每個反應都是由能量高的一種排布方式進行到能量低的一種排布方式並放出一定的熱量。這個過程對於不同的核子總數來說,可能是裂變也可能是聚變。但是,如果我們給定了兩種核子排布方式,我們可以通過上面的判斷方式知道誰是反應物,誰是產物。

當然,事實上會更為複雜。由於有時會有自由中子發生反應或者被放出,自由中子並沒有比結合能,所以也不能單憑比結合能與A的關係圖來確定反應方向,更應老老實實的算出組合方式的能量與組合方式2的能量,並從能量高的一方反應至能量低的一方及放出熱量。

希望能幫助你解決困惑,也歡迎指正與討論。


並不是簡單的輕的變成重的(或相反)便會釋放能量。

根據愛因斯坦的質能公式E=mc^2,要釋放能量需要有質量損失。由於係數非常大(光速c的平方),所以很小的能量損失便會產生巨大的能量。而鈾235的裂變反應(原子彈)和氘和氚的聚變反應(氫彈)中均有可觀的質量損失,因此均能產生大量能量。聚變或裂變並不總是釋放能量的,比如鐵核或以後的元素聚變反而需要吸收能量。

參考資料:

核聚變_百度百科

核裂變_百度百科

質能方程_百度百科


答主當初年少無知,自己是半瓶醋而不自知,寫下腦殘答案,所以今天刪掉。

誤導他人實是罪過。

在這裡鄭重道歉,對不起大家。


原子核質量變大,或者變小,這並不重要;重要的是,這些過程中伴隨著質量的虧損,原因是質量變成了能量釋放了出來,也就是E=mc2.


這個問題問的不對啊,不是所有的裂變都釋放能量,同樣也不是所有的聚變都釋放能量。輕元素聚變釋放能量,重元素聚變需要吸收能量;重元素裂變釋放能量,輕元素裂變需要吸收能量。他們之間的分界線是鐵56,比鐵56輕的元素聚變釋放能量,比鐵56重的裂變釋放能量,唯有鐵56,聚變和裂變都要吸收能量而且需要非常苛刻的條件。


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