弄清楚這個問題,先了解一下什么叫結(jié)合能與比結(jié)合能。
原子核中核子的結(jié)合主要是核力,當(dāng)核子的數(shù)目較多時,核子之間庫侖力就不能忽略了。當(dāng)把這些核子分開時,是需要很大能量的,所需要需要的能量叫結(jié)合能。結(jié)合能與核子數(shù)的比值叫做比結(jié)合能,又叫平均結(jié)合能。組成原子核的核子數(shù)越多,結(jié)合能就越大,但這個物理量對于原子核的牢固程度沒有關(guān)系,與牢固程度有關(guān)的是比結(jié)合能,也就是說,比結(jié)合能越大,原子核就越牢固。打個比方:有一個旅游團(tuán)隊,很團(tuán)結(jié),要把他們拆開很不容易,我們就說他的結(jié)合能很大。但是這個團(tuán)隊真的很牢固嗎,沒有別的想法嗎,真的很難拆開嗎?就要看平均每個成員了,假如每個成員都不愿意離開,強行分開要廢很大的勁,說明比結(jié)合能很大,這個團(tuán)隊真的很牢固。
我們以上圖為例,一起來看看氫核聚變成氦核:先要將2個氫原子核分成4個核子,外界要對他做10Mev的功,然后將這4個核子聚變成1個氦原子核要釋放28Mev的能量,多出來的18Mev就是釋放的核能,這些核能又會自發(fā)的促使其他的氫核聚變成氦核,釋放更多的能量。
綜上所述,我只需要升高足夠的溫度,讓第一個聚變發(fā)生,后面就會跟著一連串的聚變發(fā)生,從理論上來說,鋰聚變成碳,碳聚變成氧,聚變成鎂,直到聚變成鐵,就終止了,因為鐵的比結(jié)合能最大??!所以聚變反應(yīng)又叫熱核反應(yīng),一旦發(fā)生,人為很難精確控制,不過我們國家在可控?zé)岷朔磻?yīng)走在世界前列。
再說說裂變,當(dāng)用中子轟擊鈾核時,鈾核分裂成核子數(shù)較小的輕核,釋放大量能量,同時產(chǎn)生的多個中子又會轟擊多個鈾核,釋放更多能量,這個反應(yīng)叫裂變反應(yīng)。人們通過控制中子個數(shù)和鈾核數(shù)量就可以控制核反應(yīng),所以裂變是可控的,常常用在核發(fā)電中,服務(wù)與人們的生活和生產(chǎn)。理論上,以鐵為界,核子數(shù)少的發(fā)生聚變,核子數(shù)大的發(fā)生裂變。
最后說說為什么比鐵核子數(shù)多的,比結(jié)合能越來越小呢?因為核子數(shù)越多,核子之間的電磁力影響越來越大。