核能的威力有多大?人类是获取核能的方式有哪些?
核能的威力有多大?人类目前引爆过的威力最大的炸弹,是苏联制造的氢弹AN602,也被称作“沙皇炸弹”,沙皇炸弹的威力为5000万吨TNT当量,这是什么概念?仅次于当年导致恐龙灭绝的那次小行星撞击!
下面我们来了解下人类是如何发现核能,获取核能,以及利用它的方式。
核能中的“核”就指的是原子核。没想到小小的原子竟然蕴含如此大的能量。
原子由三种粒子组成,分别是质子、中子、电子。其中质子和中子紧密结合在一起,形成了原子核,而电子围绕原子核旋转。把质子和中子结合在一起的力叫做强核力(或者强相互作用),这是宇宙间的一种基本作用力,并且是已知四种基本作用力(万有引力、电磁力、强相互作用、弱相互作用)中最强的。
人们发现原子核在裂变和聚变时,会放出巨大的能量,这就是核能。
人类如何发现核能?在1938年,德国科学家奥托·哈恩用中子轰击铀-235,结果铀-235的原子核在吸收这个中子后,开始分裂,并伴随着2~3个中子的释放,有一种比化学反应大得多的能量也释放出来,当时哈恩不敢肯定这是否是核裂变,但经过反复验证,最终确定了这就是铀核的一种裂变。
这一实验彻底打破了怀疑者的认知,开创了人类利用原子能的新纪元。
下图为奥托·哈恩(Otto Hahn)纪念币,上面展示了链式反应核裂变的过程:
为了先于德国制造出原子弹,美国制定了“曼哈顿计划”,也就是制造原子弹的计划。这是一项庞大的计划,有10万精英人才加入,历时3年花费20亿美元,终于在1945年进行了第一次核爆实验。后来也间接推动了战争的结束,让人类迎来短暂的和平。
原子核除了分裂时释放能量,在结合时也会释放能量。这也对应了核能的两种获取方式,分别是重核裂变和轻核聚变。
目前人类能够利用的,是核裂变,简单地说,是通过引发链式反应得到的。用中子轰击铀-235原子核后,铀-235会分裂成两个较小的原子核,并产生2~3个中子,和β、γ射线,释放能量,新产生的中子会继续轰击其他铀-235的原子核,引发了新的裂变,如此不断进行,核能也不断释放,这就是链式反应。
人类目前还没有完全掌握核聚变,这是两个小质量原子核在高温下结合成新原子核并释放能量的过程,此过程需要极高的温度和压力,太阳就是利用核聚变给地球提供温暖,其中心温度可达1500万摄氏度。
人类要想在地球成功实现核聚变,就要提供远大于1500万摄氏度的温度,因为在地球上没办法得到像太阳内部那样大的压力。
如此以来,就需要上亿高温,而地球没有任何一种物质在这个温度下还以固态存在,因此就需要研制磁场约束的方法。
目前依照核裂变,我们建立了核电站用来获得能量;但是核聚变因为要求太高,目前只能在实验室里存在,距离真正实用还有些距离,但这值得我们探索,因为核聚变释放的能量比核裂变要更多。
以上就是关于核能的故事了,感谢阅读。
核能的威力非常大,一座核电站就可以保证五十多万户居民的用电,人类目前获得核能的方法只有核裂变这种途径,至于核聚变,目前人们还无法控制它持续稳定的输出能量。
核能的威力强大,用得好可以造福人类,用的不好可以毁灭地球。目前人类获取核能的方式主要是建设核电站,利用核裂变加热水,形成高温高压蒸汽,产生生产生活用电。
目前世界最大的核弹是美国的B83,它可以引发1.2兆吨TNT的爆炸威力,而1兆吨就相当于100万吨,这意味着B83核弹的爆炸威力是广岛核弹的80倍,而美军试爆过威力最大的核弹相当于1500万吨TNT爆炸,大约是广岛核弹的1000倍。
目前人类获得核能的途径有重核裂变和轻核聚变,人们和平利用核能的核电站是利用原子核的裂变来发电的.
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镇江市18371055614: 核能是可再生能源吗 - ?
齐福关节: 核能不是可再生能源,尤其是现在我们已经使用核裂变能源,核裂变的元素是不可再生的,热核聚变能源可以说是近乎“可再生”的能源. 为什么这样说呢,核聚变元素氢3来源于太阳,目前的地球上的氢3基本上是一个动态的平衡,这个同位...
镇江市18371055614: 人类利用原子核能有两条途径,一是______;二是______.目前世界上建成并投入运营的核电站,都是利用______来获取核能的;由于______需要极高的... - ?
齐福关节:[答案] 人类利用原子核能有两条途径,一是 核裂变;二是 核聚变.目前世界上建成并投入运营的核电站,都是利用 核裂变来获取核能的;由于 核聚变需要极高的温度,人类利用它来获取核能还只是处于实验阶段. 故本题答案为:核裂变;核聚变;核裂变;...
镇江市18371055614: 核动力的原理是什么? - ?
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镇江市18371055614: 核能对世界的影响?
齐福关节: 核能是核子反应产生的能量.一种是不可控制的爆炸性的释放能量(核子武器),另一种是可控制的堆式反应(核电),是人类和平利用核能具体表现.
镇江市18371055614: 核能的来源 - ?
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