让阅读成为一种享受!若被转/码,可退出转/码继续阅读.
钍的贝他衰变
当钍234发生贝他衰变时,放出一个贝他粒子(实际上是一个电子),钍234变成镤234。
钍234电子+镤234+能量
90P91P
144n143n
可以发现在这个反应中钍234里的一个中子分裂为一个质子和一个电子。那么,产生的镤234的原子核就比原来的钍234原子核少一个中子而多一个质子。好像一个中子就是由一个质子和一个电子通过一定关系组成的。这里的能量变化是:1个中子破碎,释放出1单位的束缚中子能和中子内部能,然后新质子吸收一部分作为质子束缚能使自己束缚在原子核上。最终释放的能量来自于1单位的束缚中子能加上1单位的中子内部能减去1单位的束缚质子能的差值。
*2元素的嬗变
1911年,卢瑟福用阿尔法粒子打进金箔,从这个研究,他获得了原子核概念的证据。然后1919年,卢瑟福用相同的方法把一束阿尔法粒子流对准氮14冲击。下面是发生的变化。
阿尔法粒子+氮14氧17+质子
2P7P8P1P
2n7n9n0n
当氮14的原子核擒获阿尔法粒子时,产生了氧17的原子核和质子。方程两边的质子和中子的总数是相等的。卢瑟福实现了炼金术士的梦想,他能把物质变成另一种。但只有很少的阿尔法粒子能够穿透氮原子,因为带正电的阿尔法粒子与带正电的原子核士互相排斥的。为了使带正电的粒子能够打中带正电的原子核,科学家制出了粒子加速器,即增大电子、质子和其他带电粒子能量的装置,用加速后的粒子冲击元素。
不久科学家开始使用中子来进行这项试验。中子不带电荷,不受带正电的原子核的排斥,也不受环绕原子核的电子的排斥,比质子和阿尔法粒子更有效。下面是发生的变化。
氮14+中子氮15
7PoP7P
7n1n8n
可以看出,当原子擒获中子时,产生的是同种元素的同位素。这个新产生的同位素常常是放shèxing的。
如果我们分析这些反应的能量情况就会发现:通常是将一个特定的粒子加速使其有很大的动能后打进一个原子,使这个粒子能够被束缚在这个原子内。这个被打进的粒子带有很大的能量,那么它的进入改变了原子核内的能量平衡,从而导致了原子核的重新排列。
*3原子的裂变和聚变
科学家曾经用中子轰击铀235,结果发现铀分裂为钡和氪(铀有92个质子,钡有56个质子,氪有36个质子)。
然后他们进一步试验得出以下结论:
a.铀原子的裂变有时候产生除钡和氪以外的其他一对元素。不管是什么样的碎片,其质子的总数等于铀的原子序数92。
b.所产生的元素通常是具有放shèxing的。
e.每一次铀原子的分裂除了产生大量的热能和伽玛辐shè以外,还要放shè出2、3个中子。
d.裂变过程中似乎有微小的能量损失。
不管怎么说,这是人类的一个成功。因为后来人们根据这个原理制成了裂变炸弹。而裂变炸弹爆炸时,成功地产生了一千万摄氏度的温度(在这以前,这样高的温度只有太阳和其他恒星上才能存在)。这为人们制造聚变炸弹奠定了基础。
我们知道太阳的能量时从一系列氢结合成氦的聚变反应产生的。
4氢1氦4+能量
411h42he+能量
在地球上若想实现这种聚变反应就必须要有足够的温度,而裂变炸弹刚好已经可以达到这种高温,所以其实人们已经可以实现这种聚变了。
氢2+氢3氢4+中子+能量
21h+31h42h+10n+能量
聚变炸弹需要很大的能量来开始聚变的过程,但一旦聚变开始,它可以释放更多的能量。
裂变和聚变给我们的启示是:好像物质的基本结构(分子,原子,原子核)不是绝对的。虽然在我们眼中它们有如此大的差异。比如说有些是气体,有些是固体;有些柔软,有些坚韧;有些有毒,有些没毒。它们之所以成为各具特sè的物质还是取决于它们的能量状态。也就是说,理论上,只要有足够的能量条件,我们可以用氢原子聚变成为任何已知和未知的原子,而这些聚变成的原子又可以再一次聚变;反过来讲,我们可以把已知的原子全都裂别成为氢原子。但,这一切还停留在理论阶段,因为仅仅是把氢原子聚变成为氦原子,就需要达到恒星的温度条件。
*4结合能和化学键
3。能量作用级别和结论
当我们整体地研究了在物质的构成、运动和转化中能量所起到的作用,我们会发现,无论是组成物质的基本粒子,还是联系这些基本粒子之间的因素,好像都是能量在起作用。正是因为能量作用的级别不同,而产生不同的反应,我们可以用一个简表将这个体现出来。