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核裂变(资料可跳过)

当前,国外指挥通信系统防电磁脉ำ冲的具体方法主要有:选取最佳元器件;使用不易受电磁脉冲影响的元件,如电å子管等;在连接器上安装滤波器;使用外部防护元器件保护预先包装的电路如集成电路;使用引线防护装置;使用分离滤波器,将耦合频๗率限制在很窄的频带内;采用自动增益控制ๆ与增益限制技术;使用特种滤波器;使用电路隔离技术隔离电å瞬变现象;屏蔽和接地;重新设计分系统;探测由á于电å磁脉冲干扰而出现的数据错误,并拒绝这些数据。

据历史记载,1815年4๒月,印尼的一座火山爆发,喷出数以万吨计的火山灰,升入高空,悬浮于空气之中ณ弥月不散,结果使世界上许多地方出现异常的冬天,美国的纽约州竟下了一场六月雪。据科学家考证,大约在六七十万年以前,一颗๣小行星突然撞击地球爆炸,顿时地球上山崩地裂,火焰冲天,烟尘升向高空,遮天蔽日,久而不散,地球处于一片昏暗之ใ中。由于大量烟尘持久地遮挡阳光,使地球气温陡然下降,进入了一个漫长而寒冷的冬天,茂密的植被大部枯死,恐龙等生物和动物遭到灭顶ะ之ใ灾。

裂变释放能ม量是因为原子核中质量-能量的储存方式以铁ກ及相关元素见核合成的核的形态最为有效。从最重的元素า一直到铁,能量储存效率基本上是连续变化的,所以,重核能够分裂为较轻核到铁ກ为止的任何过程在能ม量关系上都是有利的。如果较重元素的核能够分裂并形成较轻的核,就会有能量释放出来。然而,很多这类重元素的核一旦ຆ在恒星内部ຖ形成,即使在形成时要求输入能量取自超新星爆发,它们却是很稳定的。不稳定的重核,比如铀຀-235๓的核,可以自发裂ฐ变。快速运动的中子撞击不稳定核时,也能ม触发裂ฐ变。由于裂ฐ变本身释放分裂的核内中子,所以如果将足够数量的放射性物质如铀-235堆在一起,那ว么เ一个核的自发裂变将触发近旁两ä个或更多核的裂变,其中每一个至少又触发另外两个核的裂变,依此类推而发生所谓的链式反应。这就是称之为原子弹实际上是核弹和用于发电的核反应堆通过受控的缓慢方式的能量释放过程。对于核弹,链式反应是失控的爆炸,因为每个ฐ核的裂ฐ变引起另外好几个核的裂变。对于核反应堆,反应进行的速率用插入铀或其他放射性物质堆的可吸收部ຖ分中子的物质来控制,使得平均起来每个ฐ核的裂ฐ变正好引发另外一个ฐ核的裂变。

核裂ฐ变所释放的高能量中ณ子移动速度极高快中ณ子,因此必须ี通过减速,以增加其撞击原子的机会,同时引发更多核裂变。一般商用核反应堆多使用慢化剂将高能ม量中子速度减慢,变成低能量的中ณ子热中ณ子。商营核反应堆普遍采用普通水、石墨和较昂贵的重水作为ฦ慢化剂๘。

核裂变是一个原子核分裂成几个ฐ原子核的变化。只有一些质量非常大的原子核像铀、钍等才能发生核裂ฐ变。这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂ฐ成两个ฐ或更多个ฐ质量较小的原子核,同时放出二个ฐ到三个中ณ子和很大的能量,又能ม使别的原子核接着发生核裂ฐ变……,使过程持续进行下去,这种过程称作链式反应。原子核在发生核裂ฐ变时,释放出巨大的能ม量称为原子核能,俗称原子能。1克铀23๑5๓完全发生核裂ฐ变后放出的能量相当于燃烧25吨煤所产生的能ม量。比原子弹威力更大的核武器是氢弹,就是利ำ用核聚变来发挥作用的。核聚变的过程与核裂变相反,是几个原子核聚合成一个原子核的过程。只有较轻的原子核才能发生核聚变,比如氢的同位素氘、氚等。核聚变也会放出巨เ大的能量,而且比核裂ฐ变放出的能ม量更大。太阳内部ຖ连续进行着氢聚变成氦过程,它的光和热就是由核聚变产生的。

核裂变是怎样发现的?

莉泽·迈特纳lisemeitner和奥多·哈恩ottohahn同为德国柏林威แ廉皇帝研究所kaiserwilhelminstitute的研究员。作为放射性元素研究的一部分,迈特纳和哈恩曾经奋斗多年创造比铀重的原子超铀原子。用游离质子轰击铀原子,一些质子会撞击到铀຀原子核,并粘在上面,从而产生比铀重的元素า。这一点看起来显而易见,却一直没能成功。

他们用其他重金属测试了自己้的方法,每次的反应都不出所料,一切都按莉泽的物理方程式所描述的发生了。可是一到铀຀,这种人们所知的最重的元素า,就行不通了。整个2๐0่世纪30年代,没人能ม解释为什么เ用铀຀做的实验总是失败。

从物理学上讲,比铀重的原子不可能存在是没有道理的。但是,1้00多次的试验,没有一次成功。显然,实验过程中ณ发生了他们没有意识到的事情。他们需要新า的实验来说明游离的质子轰击铀原子核时究竟发生了什么เ。

最后,奥多想到了一个ฐ办法:用非放射性的钡้作标记,不断地探测和测量放射性的镭的存在。如果铀衰变为镭,钡就会探测到。

他们先进行前๩期实验。确定在铀存在地条件下钡对放射性镭地反应。还重新测量了镭地确切衰变速度和衰变模式。这花了他们三个月地时间。

没等他们进行实质性地实验。莉泽就不得不逃往瑞典。躲避上台地希特勒纳粹党。奥多只得独自进行他们地伟大地实验。

哈恩完成实验两周后。莉泽就收到了一份长长地报告。其中记述了他实验地失败。哈恩用集束粒子流轰击铀。却连镭也๣没得到เ。只探测到了更多地钡——钡远远多出了实验开始时地量。他感到เ迷惑不解。请求莉泽帮他解释这究竟是怎么回事。

一周后。莉泽穿着雪鞋在初冬地雪地里散步。这是一个ฐ画面从她心中一闪而过:原子将自身撕裂开来。这个ฐ画ฑ面来得那么生动、惊人和强烈。她几乎ๆ从想象中就能感到原子核地跳动。能听到เ原子撕裂时发出地咝咝声。

她立即认识到自己已经找到了答案:质子地增加使铀原子核变得很不稳定。从而发生分裂ฐ。他们又做了一个ฐ实验。证明当游离地质子轰击放射性铀时。每个ฐ铀原子都分裂ฐ成了两部分。生成了钡和氪。这个过程还释放出巨大地能量。

就这样迈特纳发现了核裂变地过程。

将近4年之后,19๗4๒2๐年12月2๐日下午2时20分,恩里克·费米扳动开关,几百个吸收中子的镉控制ๆ棒冲出石墨块和数吨氧化铀຀小球垒成的反应堆。费米在芝加哥大学斯塔格足球场的西看台下的地下网球场内堆放了42万个ฐ石墨块。这是世界上第一个核反应堆——是迈特纳发现的产物。1945๓年,原子弹的发明是她的核裂ฐ变发现的第二次应用。

我们应谨慎利用核裂变!ำ