[科普中国]-重核裂变

发现历史

自从19世纪末放射性被发现，特别是有核模型的提出，人为变革原子核的欲望就复活了。1919年，卢瑟福使用天然放射源放射的α粒子作炮弹轰击干燥的空气，第一次实现了原子核的人工嬗变，开辟了人为变革原子核的途
径。

1932年中子、氘核和正电子的相继问世，将核物理学推向新的阶段。1934年，约里奥———居里夫妇用α粒子轰击轻元素(B、Mg、AI)发现放射源撤走以后，还可测到反射性，发射正电子，发现了人工放射性。人工放射性的发现为原子核物理开辟了一个活跃的新领域，以此为起点费米取得了一系列重大的实验成果。首先他用中子轰击铀核而发现了超铀元素。其次在实验中发现的慢中子，是重核裂变发现的重要前提。1938年德国化学家哈恩和
助手斯特拉斯曼重复用中子轰击铀的实验，经过仔细分析得到中间元素镧和钡，证实用中子打击铀核除产生超铀元素外，还引起铀核的裂变。接着奥地利籍科学家迈特纳和弗里希根据玻尔的液滴模型对铀核分裂作了精辟的物理解释。

至此20世纪令世人震惊的原子核裂变发现了，1946年我国科学家钱三强、何泽慧发现了铀核的三分裂、四分裂现象，为核裂变理论的完善作出了重要的贡献。

链式反应（1）、定义：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变
的链式反应。

（2）、发生条件：临界体积（临界质量）
铀-235原子分裂时会（根据分裂方式的不同）释放出两个或三个中子。如果附近没有铀-235原子，那么这些中子将会以中子射线的方式飞走。如果铀-235原子是一块铀的一部分——那么附近就有其他铀原子——于是将会发生下面三种情况：
a.如果，平均起来，击中另一个铀-235原子的自由中子少于一个，那么这块质量就是亚临界的。最终，物质的诱发裂变会终止。

b.如果，平均起来，每次裂变正好有一个自由中子击中另一个铀-235原子核并使它发生裂变，那么这块铀的质量就被认为是临界的。其质量将维持一个稳定的温度。核反应堆必须被维持在临界状态。（应用于核电站、核潜艇等提供核动力源）

c.如果，平均起来，有超过一个自由中子击中了另一个铀-235原子，那么这块铀的质量就是超临界的。铀会热起来。(应用于核弹)

利用一克铀全部裂变放出的能量为8× 10*10焦耳,相当于2.5吨煤的燃烧热。一公斤铀全部裂变释放的能量,相当于2
万吨梯恩梯炸药爆炸时放出的能量。原子能裂变释放的能量大而集中，要使裂变释放的巨大能量能够为人类利用，必须形成可控链式反应。

1942年12月费米领导的著名的曼哈顿工程建成世界上第一座人工核裂变反应堆，首次实现了可控链式反应，为人类开辟了新的能源，具有划时代的历史意义。继美国之后，前苏联1946年建成原子能反应堆，并率先于1954年建成世界上第一座装机容量500万千瓦的石墨水冷核反应堆核电站。

从此原子能和平利用的研究工作进展迅速，核电技术取得飞速发展。许多国家建成原子能发电站，原子能已经成为许多国家的能源支柱。