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巨大的能源与巨大的威胁

时间:2022-02-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:到爱因斯坦提出狭义相对论后,对质量才有正确的认识。与能量只差一个比例常数,著名的爱因斯坦的质量与能量的关系式为:不同的原子核有不同的结合能,但平均每个核子的结合能却差不多。例如铀236,每个核子的结合能约为7.6兆电子伏,裂变成两个中等大小的碎片核后,碎片核的每核子结合能为8.5兆电子伏,因而一个铀原子核裂变时大约要放出能量:巨大的能源也是人类巨大的威胁。能源慢慢地释放出来可以造福于人类,瞬间释放就是爆炸。

核裂变发现后,很多人马上想到,这是人类发现了一个很大的能源。

爱因斯坦

为什么原子核裂变了会放出能量来?原子核由许多中子与质子组成,中子与质子组成原子核后,要放出一定的能量,这能量称为原子核的结合能。原子核的总质量要比组成核的单独的中子与质子的质量之和要小,也就是说核子组成原子核后质量要亏损,这亏损的质量与原子核的结合能有着紧密联系。

在人类早期认识自然界时,质量的概念与重量的概念有些混淆不清。到爱因斯坦提出狭义相对论后,对质量才有正确的认识。一物体的重量是物体在地球上受到的重力,也就是地心引力。而质量是物体的一种本性。与能量只差一个比例常数,著名的爱因斯坦的质量与能量的关系式为:不同的原子核有不同的结合能,但平均每个核子的结合能却差不多。虽说差不多但也还有差别,主要差别是中等质量的核每个核子的结合能比较大,质量小的核与质量大的核每核子的结合能要小一点。例如铀236,每个核子的结合能约为7.6兆电子伏,裂变成两个中等大小的碎片核后,碎片核的每核子结合能为8.5兆电子伏,因而一个铀原子核裂变时大约要放出能量:

236×(8.5-7.6)=212兆电子伏

所以核裂变是一个潜在的大能源。

巨大的能源也是人类巨大的威胁。能源慢慢地释放出来可以造福于人类,瞬间释放就是爆炸。如何让核裂变这新发现的巨大能源,不给野心家所利用,是一个摆在科学家面前的重大问题。

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