诱发裂变
- 诱发核裂变发生:
当一个稳定的原子核被缓慢移动的中子轰击而分裂成小原子核时
- 例如,当铀-235原子核吸收一个中子时,它就变成了铀-236原子核
- 铀-236核是高度不稳定的,几乎会立即衰变,这就是为什么它通常不显示在核衰变方程中
- 这种同位素会衰变成更小的原子核
- 铀-235可以经历的众多衰变反应之一如下所示:
来自核裂变的铀235衰变链
- 参与诱导裂变的中子被称为热能中子
- 热中子具有低能量和低速度,这意味着它们可以诱导裂变
- 这一点很重要,因为拥有过多能量的中子会从铀-235原子核反弹,从而不会发生裂变
链式反应和临界质量
- 裂变的产物是两个子核和至少一个中子
- 在裂变过程中释放的中子继续引起更多的裂变反应,导致连锁反应在这个过程中,每个裂变会继续导致至少一次裂变
在受控链式反应中,只使用一个热中子来产生另一个裂变反应
- 核反应被设计成可以自我维持,但非常可控
- 这可以通过使用精确数量的铀燃料来实现临界质量
- 临界质量定义为:
维持稳定链式反应所需的最小燃料质量
- 使用准确的临界质量的燃料将意味着一个裂变反应紧随最后一个
- 使用少比临界质量(亚临界质量)会导致反应最终停止
- 使用更多的比临界质量(超临界质量)会导致失控的反应,最终导致爆炸
亚临界质量,临界质量和超临界质量