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1、 1 / 3核 力核力是核子之间的作用力，它是核子组成稳定的原子核的非常巨大的力。核力是一种近程力，在大于10 -15米的距离时，核力远比库仑力小。在小于10 -15米的距离时，核力比库仑力增加得更为迅速，核力与核子是否带有电荷并无关系。核力的本质，目前认为是一种交换力。我们知道电磁力是通过电磁场而作用的，电磁场具有粒子（光子）性，因此电磁力是通过光子的交换来实现的一种交换力。对核力，目前假设，核子之间的相互作用是通过一种特殊的粒子（介子）的交换来实现的。认为中子和质子的相互作用是通过带正、负电的或中性的介子（ +、 -或 ）的交换来完成的，交换的方式为目前以介子场论作为核力的基本理论，它能作
2、出很多有价值的定性说明，但是这种理论还不完备，还存在严重的困难。核力的本质，还没有一个比较完美的理论来说明。核 能如果一个原子核裂变，会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能。当原子核裂变时，它们也发出射线，这叫辐射。能发出放射线的物体具有放射性。 太阳里有巨大的能量，在那里原子核不是裂变而是聚变，这是产生核能的另一种方式。在核电站内，核反应堆使原子核裂变，以热能形式释放能量，热能被用于产生电能。一颗原子弹产生了巨大的爆炸，成百上千亿个原子核同时发生裂变并释放出巨大的能量。爆炸以后，危险的核辐射要遗留许多年。右图中的标记意思是：“危险！放射性！”它被用在有放射性物质存在的地方。放射性物质是非常危险
3、的，因为它们能引起燃烧，还能使人和动物生病。 2 / 3核反应利用天然放射性的高速粒子或利用人工加速的粒子去轰击原子核时，由于相互作用而产生各种变化的过程叫做核反应。在核反应过程中将有能量放出或吸收。所放出或吸收的能量叫做反应能。放出能量的核反应叫做放能反应，吸收能量的核反应叫做吸能反应。历史上第一个人工核反应是由卢瑟福在1919年实现的，他用粒子（ He42）轰击氮，产生了 的核反应。现在利用各种加速器和原子核反应堆，能进行上万种核反应，由此获得了千余种放射性同位素和各种介子、超子、反质子、反中子等基本粒子。任何核反应的过程都遵守能量、动量、质量和电荷等守恒定律。这方面的研究对于了解原子核的
4、结构，基本粒子间的相互作用。以及探索新的能源等方面都有重大意义，通过裂变反应而释放出来的巨大能量在技术上已能加以控制和利用。要发生吸能反应，入射粒子的能量必须大于阈能。阈能的值大于反应能。如果入射粒子的能量小于阈能，吸能反应就不能发生。反应能的量值和符号，可以按爱因斯坦相对论的质能关系式加以确定。如果引起反应的粒子和靶核的静止质量分别为M a和M x，反应后产物的静止质量分别为 Mb和My，根据质量守恒定律应满足下式：如果m 0，则在反应中是放出能量的。反之，当m0时，反应将吸收能量。反应中放出或吸收的能量为E=mc 2核反应堆使原子核裂变的链式反应能够有控制地持续进行而获得核能的装置。是利用
5、原子能的一种最重要的大型设备。如果裂变反应达到一定强度后，控制中子倍增系数 K=1，这时裂变链式反应就能有控制地按照这一强度进行下去，不发生爆炸而输出巨大能量。按照不同的目的和要求，反应堆有许多型式。原子核反应堆主要有三种类型，它们是非均匀反应堆，均匀反应堆和增殖堆。(1)非均匀反应堆：此种反应堆的中心部分用重混凝土屏蔽，以防止各种放射性射线对反应堆周围人们的伤害。堆芯部分装着铀棒，这些铀棒是浓缩铀，这些铀棒插在减速剂（通常为石墨或重水）中，减速剂的作用是使裂变产生的高速中子和石墨或重水的原子碰撞后变 3 / 3成慢中子，慢中子不会被铀-238 吸收，但能引起铀-235 的分裂，所以减速剂使中
6、子倍增系数 K 增加。堆芯中还插有控制棒，它们插在各层铀棒之间，通常是用碳化硼或镉制成的，它能吸收中子，控制棒推入深些，吸收的中子就多，逐渐拉出吸收的中子就渐渐减少，通过控制棒插入的深浅可以控制堆芯内的中子数，从而控制了链式反应的速度。堆芯的外面是传热剂，如液态钠吸收了反应堆放出的能量以后，由泵打到热交换器，在那里把热量传给水，然后再回到堆芯去循环。水获得热量后成为蒸气，可以推动汽轮机工作。可用于发电机组的动力，核潜艇的动力等。(2)均匀反应堆：这种反应堆是将浓缩铀的盐类溶解在重水中（重水又作为减速剂） ，然后通入堆芯，堆芯有一定的体积，在其中进行链式反应，镉棒插入堆芯以控制中子倍增系数 K。
7、溶解着铀的盐类的重水本身同时作为传热剂，这就是均匀反应堆。(3)增殖反应堆：当铀-238 俘获中子以后，经过两次 蜕变形成了钚-239。在天然铀中主要是铀-238，其中有一部分钚-239。如果有一个钚-239 在中子作用下发生了裂变反应，同时放出几个中子。其中有一个中子引起其他的钚-239 发生裂变，而剩下的中子被铀-238 俘获后蜕变成钚-239，这就意味着，这块天然铀中不但有钚-239 的链式反应，而且还有钚-239 的增殖。一个增殖反应堆，中心处是活性区，活性区内是铀-235 和稀释剂，铀-235 裂变而放出快中子。这些快中子射入围成一圈的铀棒使钚-239 增殖，当铀棒中的钚-239 增加到一定的程度，增殖和链式反应就开始。这种反应堆可以用较易得到的天然铀作铀棒，其功率也由控制棒来控制。当需要停止反应堆的工作时，可将所有的控制棒全部插进。将大量的中子全部吸收，链式反应停止，反应堆停止工作。反应堆的核燃料的链式反应，不象其他的化学燃料，在燃烧时需要氧气。所以核潜艇的隐蔽性更强。可以长期沉于水下，不需要到海面上吸气。
