核聚变和裂变的反应过程很复杂,所以你只用记得核反应的临界点,也就是铁元素就行了。
比铁轻的原子聚变为不轻于铁(可为铁)的原子可以释放能量,同理拆分这些比铁轻的原子(包括铁)需要吸收能量,所需吸收的能量等于它们聚变后释放出的能量(例如把氦拆分成氢所需的能量等于氢聚变成氦的能量)。
比铁重的原子在裂变为不轻于铁(可为铁)的原子核时可以释放能量。同理将比铁重的原子(包括铁)聚变成更重的原子核时需要吸收能量,所需吸收的能量与裂变回原貌所释放出的能量相同。
铁是临界值,而铁是最稳定的原子核。在铁核中,用于保持原子核结构的两种力:库仑力和强力的强弱是最平衡的,所以铁核所能蕴含的原子能最少。比铁轻的原子强力(中子与质子间的吸引力)较大,所以原子核有趋于聚变的趋向。比铁重的力库仑力(质子之间的斥力)较大,所以原子核有着自我分裂的趋势,因此裂变可以释放能量。
虽然其他原子核之间的两种力不平衡,但这种不平衡通常不足以影响原子核的稳定性,但却可以削弱原子核的稳定性。因此对一些稳定性较弱的原子核(例如铀)进行外力轰击时,就可以破坏它的结构,造成核裂变。用稳定性较差的氢核进行外力轰击时,就很容易击破库伦斥力的屏障,使得氢发生核聚变。
当然某些超重元素因为库仑力太强,即便没有任何外力影响,它也会自发性的分裂(例如铀自发性分裂并放出高能α粒子)。理解它们也很简单,水缸的水装的太多了,水会溢出来。原子核内的原子核能量过多,这些能量也会从原子核内溢出。
最后,原子核中的质子与质子均是由亚原子粒子组成的,其中就包括电子。也就是说原子核内部其实包含着很多电子和反电子。每次核反应的过程中,会有一个或者多个电子从原子核内挣脱(或者被注入原子核内),这就是造成核反应质量亏损或者增加的原因。如果原子核内有电子逃脱,说明该核反应时放能,如果有电子被注入原子核内,说明核反应时吸能。
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