核裂变和核聚变的区别是什么？核聚变优势颇多 为什么核电站采用核裂变？

核裂变和核聚变的区别是什么？核聚变优势颇多 为什么核电站采用核裂变？

核裂变和核聚变是两种释放大量能量的核反应过程。尽管在裂变和聚变反应中都会释放能量，但主要区别在于裂变是将原子分裂为两个或更小粒子的过程，而聚变是将两个或更多个小原子融合或结合在一起形成一个更大的原子。

核裂变

核裂变是核物理学中的一个过程，其中原子的原子核分裂为两个或更多个较小的核，作为裂变产物，通常还包括一些副产物粒子。裂变是元素转变的一种形式。

当一个大型的，不稳定的同位素（质子数相同但中子数不同的原子）被高速粒子（通常是中子）轰击时，就会发生核裂变。这些中子被加速，然后撞击到不稳定的同位素中，引起裂变或破裂成较小的粒子。在此过程中，中子被加速并撞击目标原子核，在当今的大多数核电反应堆中，该原子核都是铀235。通过分裂目标原子核，并将其分解为两个较小的同位素（裂变产物），三个高速中子和大量能量。

然后，将产生的能量用于加热核反应堆中的水，并最终发电。射出的高速中子变成弹丸，引发其他裂变反应或连锁反应。

当大核如铀235裂变时，能量被释放。这么大的能量被释放，有一个可衡量的减少质量，从质能等价。这意味着一些质量被转换为能量。质量在裂变过程中损失的量等于约3.20×10 -11 焦能量。这种裂变过程通常发生在较大的原子核相对不稳定的情况下（这意味着在库仑力和原子核之间存在一定程度的原子核不平衡。低能热中子撞击强核力）。裂变发生时，除了产生较小的原子核外，裂变还会释放中子。

副产物包括自由中子，通常呈伽马射线形式的光子，以及其他核碎片，例如β粒子和α粒子。重元素的裂变是放热反应，可以释放大量的有用能量，既有伽马射线，也有碎片的动能（加热发生裂变的大块材料）。核裂变产生核能的能量并推动核武器爆炸。

恩里科·费米（Enrico Fermi）最初于1934年分裂了铀核。他相信，用中子轰击铀可以产生某些元素。他希望新原子核的原子序数比原始铀大，但他发现形成的原子核是较轻元素的放射性同位素。

核聚变

聚变一词的意思是“将单独的元素合并为一个统一的整体”。核聚变是指“原子核的结合形成较重的核，从而释放出大量的能量”。当两种低质量同位素（通常为氢同位素）在极端压力和温度条件下结合时，就会发生聚变。

聚变才是驱动太阳的动力。极端和氘原子（分别是氢，氢3和氢2的同位素）在极端压力和温度下结合在一起，产生中子和氦同位素。随之而来的是，释放了巨大的能量，这是裂变产生能量的几倍。

聚变反应被认为对生产核能更环保。如果反应在融合中失控，则整个过程在冷却时会自动停止，这意味着放射性分词不会扩散。聚变反应的最大破坏只是反应附近任何东西的汽化。但是，如果裂变反应失控，则可能发生核熔化，从而导致大量放射性分形离子的发射。

当比较这两个反应产生的放射性废物时，聚变产生的放射性废物比裂变反应产生的放射性废物非常低。聚变还产生更多的能量，它可能比裂变反应大三到四倍。

尽管聚变比裂变反应产生更多的能量并且危险性较小，但是聚变反应堆尚未开发。实际上，开发聚变反应所需条件的成本更高。

裂变是由于链反应而发生的，在聚变中没有链反应发生。在裂变中，由于中子与裂变同位素之间的相互作用而发生链式反应。同时，熔融仅在极端温度和压力下发生。

裂变反应与聚变反应之间的另一个区别是裂变产生的能量可以控制，但在聚变中却无法控制。

科学家们继续致力于控制核聚变，努力使核聚变反应堆发电。一些科学家认为，使用这种电源是有机会的，因为聚变产生的放射性物质少于裂变，并且燃料供应几乎是无限的。

简而言之，聚变能与裂变能完全相反，裂变能来自分裂原子，被广泛用于为核电站和武器提供动力。聚变不断发生在我们的太阳上，太阳通过氢原子核融合成氦产生大部分能量。当原子核融合时，它们会产生一个较重的原子核，并在此过程中产生一点剩余能量。

聚变不会像裂变那样产生连锁反应失控，因此无需担心熔毁。聚变反应也不会像裂变反应那样产生大量危险的放射性废物。这就是为什么它是如此梦幻的能源。

为什么我们拥有裂变能力，却没有聚变能力？

答案很简单：要使聚变发生在地球上，您需要的温度至少为1亿摄氏度，是太阳核心温度的六倍。太阳是自然的聚变反应堆，它的核心重力产生的巨大压力弥补了它的1500万度角。当前，在地球上，产生这种热量或压力所需的能量要远远大于从可用能量中获得的能量。

这并不意味着科学家们放弃将（热）聚变作为一种可行的能源。普林斯顿等离子体物理实验室的斯图尔特·普拉格（Stewart C. Prager）在《纽约时报》上发表评论说，从聚变中产生可行能量的过程是一项巨大的科学挑战。

如今，聚变反应发生在托卡马克—甜甜圈形的小室中，在其中将气体泵入真空室，电流流过中心（甜甜圈的孔）。气体带电，形成等离子体，然后通过磁场（由巨大的电磁线圈产生）将等离子体锁定在真空室内，从而模拟太阳核心的压力。无线电和微波被发射到等离子体中以提高其温度，并且在大约一亿度的温度下会发生聚变。除了加热反应室所需的高昂电费以外，持续反应的主要障碍是找到一种能够承受这么多热量超过几秒钟的材料。

普拉格指出，在过去的几十年中，反应输出已经走了很长一段路-从1970年代的毫瓦到如今的16兆瓦，尽管目前的纪录（占输出的65％）是在1997年创造的。他相信，更多的时间和支持是所有科学家都需要使这种“近乎理想的能源”成为现实。

不过，库勒姆聚变能源中心主任史蒂夫·考利告诉总理，目前主要障碍是如何获得政府资金。他说：“这是一项昂贵的研究，只能大规模地进行，而且现在没有人真正需要。每次谈论气候变化时，资金就会增加一段时间。” 但是还不足以建造第一座发电厂。

他说：“以200亿美元的现金，我可以为您建造一个可以运转的反应堆。它很大，也许不是很可靠，但是25年前我们甚至不知道我们是否能够进行核聚变现在，唯一的问题是我们是否能够负担得起。”