主要区别 - 核裂变与聚变

核聚变和核裂变是发生在原子核中的化学反应。这些反应会释放出非常高的能量。在这两个反应中，原子都发生了改变，最终产物将与初始反应物完全不同。核聚变比核裂变释放出更高的能量。尽管在环境中很少发现核裂变反应，但在太阳等恒星中发现了核聚变。核裂变和聚变的主要区别在于 核裂变是将原子分裂成较小的粒子，而核聚变是将较小的原子组合成一个大原子.

涵盖的关键领域

1. 什么是核裂变 – 定义、机制、示例 2. 什么是核聚变 – 定义、机制、示例 3.核裂变和聚变有什么区别 – 主要差异的比较

关键术语：氘、半衰期、中子轰击、核裂变、核聚变、原子核、辐射、放射性衰变、氚

什么是核裂变

核裂变是原子核分裂成更小的粒子。这些较小的颗粒称为碎片。通常，核裂变的产物包括中子和伽马射线。核裂变反应可以释放大量能量。该反应可以通过以下两种方式发生。

中子轰击

这是一种非自发反应，其中一个大的、不稳定的同位素被高速中子轰击。这些加速的中子导致同位素发生裂变。首先，中子与同位素的原子核结合。新的原子核更不稳定；因此，它发生裂变反应。裂变产生更多的中子，可以诱导其他同位素进行核裂变。这使它成为连锁反应。这被称为“核链反应”。

机制 - 二分裂

核裂变是通过一种特殊的机制发生的，称为 二分裂.由于亚原子粒子（中子和质子）之间存在核力，原子核呈球形。当原子核俘获加速的中子时，原子核的球形变形。这导致形成具有两个瓣的形状。这种叶瓣形成导致亚原子粒子彼此分离。如果轰击的速度足够快，两个叶瓣可以完全分开，形成两个碎片，因为现在核力不足以将叶瓣固定在一起。在这里，释放了大量的能量。这种能量来自原子核，在原子核中，亚原子粒子之间的强核力被转化为能量。

图 01：核的二元裂变阶段。这里，两个片段被认为是相同的大小。但是，一种产品实际上比另一种产品小。

放射性衰变

这是一个自发的过程。不稳定的同位素会发生放射性衰变。在这个过程中，同位素原子核的亚原子粒子被转化为不同的形式，从而产生不同的元素。产物更稳定，不稳定的同位素会经历放射性衰变，直到所有原子都稳定为止。

在这个过程中，不稳定的同位素通过发射辐射而失去能量。放射性衰变可能会导致由α 粒子和β 粒子组成的辐射。放射性物质的衰变是通过一个称为“半衰期”的术语来衡量的。材料的半衰期是该材料变为其初始质量的一半所花费的时间。

图 2：核裂变反应

上图显示了由于中子轰击而发生的核裂变反应。中子撞击铀 235 同位素并形成铀 236 原子。它非常不稳定。因此，它被分裂成钡 144、氪 89 和更多加速的中子以及大量能量。

什么是核聚变

核聚变是两个较小的原子结合形成一个大原子，释放能量。这发生在高温和高压条件下。有时，原子核组合会产生不止一个大原子。计算时，反应物和产物之间存在质量差异。这种缺失的质量被转化为能量。质量的差异是由于核结合能的差异而产生的。

核聚变反应最常见于太阳中。太阳释放的能量是太阳内部发生的核聚变反应的结果。核结合能是将质子和中子保持在核内所需的能量。由于质子带正电并相互排斥，因此应该有很强的吸引力将它们结合在一起。对于微小的原子核，存在的质子数量较少；因此，发生较少的排斥。这里的吸引力更高。因此，由于两个原子核之间的高吸引力，原子核的结合会释放额外的能量。但是对于更大的原子核组合，不会释放能量。这是因为有更多的质子会导致两个原子核之间产生高斥力。

由于更多质子的存在导致原子核之间的排斥，较重原子核之间的核聚变不会放热。但是由于质子之间的高吸引力，较轻的原子核会发生高度放热的核聚变反应。

图 3：太阳中的核聚变反应

太阳是星星。它以热和光的形式产生大量能量。这种能量来自太阳中发生的聚变反应。聚变反应涉及氘核和氚核的聚变。该反应的最终产物是氦气、中子和大量能量。

核裂变和聚变之间的区别

定义

核裂变： 核裂变是将原子核分裂成更小的粒子，释放大量能量。

核聚变： 核聚变是两个较小的原子结合产生一个大原子释放能量。

自然发生

核裂变： 核裂变反应在自然界中并不常见。

核聚变： 核聚变反应在太阳等恒星中很常见。

要求

核裂变： 核裂变反应可能需要高速中子。

核聚变： 核聚变反应需要高温高压条件。

能源生产

核裂变： 核裂变反应产生高能量。

核聚变： 轻核的核聚变反应产生非常高的能量，而重核的核聚变反应可能不会释放能量。

例子

核裂变： 铀 235 的中子轰击和不稳定同位素的放射性衰变是核裂变的例子。

核聚变： 核聚变反应最常见的是氘和氚之间的聚变。

结论

当原子核以自发或非自发方式发生变化时，就会发生核裂变和核聚变反应。这些反应导致创建新元素而不是初始元素。核裂变和聚变之间的区别在于，核裂变是将原子分裂成更小的粒子，而核聚变是将更小的原子组合成一个大原子。

参考：

1.“核聚变”。维基百科。维基媒体基金会，2017 年 7 月 28 日。网络。在这里可用。 2017 年 7 月 31 日。2.“核裂变”。超物理学概念。 N.p.，日期不详网。在这里可用。 2017 年 7 月 31 日。

图片提供：

1. “核裂变”（公共领域）来自 Commons Wikimedia2。某人的“核聚变”——某人（CC BY-SA 3.0）通过Commons Wikimedia