裂變是原子分為兩部分的過程。裂變可以通過自然衰變或通過人引發的受控鏈反應自發地發生。無論哪種方式，該過程都會釋放大量的能量。核電站利用這種很棒的力量，但是核彈也是如此，並且人類使用此過程引起了無數的環境，社會和政治關注。
裂變定義
原子在其中央核中包含質子和中子。在裂變中，細胞核通過放射性衰減或因為它已被其他稱為中微子的亞原子顆粒轟擊。所產生的碎片的質量比原始核的組合少，而缺失的質量轉化為核能。
當非常輕時，會發生裂變中微子，或幾乎無質量的粒子，很少與其他物質相互作用，轟擊原子的核，將其分解成兩個較小的類似大小的核。破壞釋放了大量的能量 - 高達開始手術的中子的200倍，並至少釋放了兩個中微子。
這種控制的反應用於在核電廠內釋放能量。不受控制的反應會促進核武器。
放射性裂變，其中重元的中心在分解成較小的核時會自發地排放一個帶電的粒子，僅發生在較重的元素上。
裂變與核融合當兩個核結合在一起而不是分開時。
誰發現裂變？
1938年，德國物理學家奧托·哈恩（Otto Hahn）和弗里茨·斯特拉斯曼（Fritz Strassman）用中子轟炸了一個鈾原子根據原子檔案館的說法，試圖製造重元素。令人驚訝的是，他們最終將原子分裂為鋇和krypton的元素，這兩個元素都比這對夫婦起初的鈾小得多。物理學家以前的努力僅導致很小的片被切斷了原子，因此兩人對意外結果感到困惑。
在希特勒入侵她的國家之後，奧地利出生的物理學家莉絲·梅特納（Lise Meitner）逃往瑞典，他意識到這次分裂也釋放了能源。解決這個問題時，她確定裂變至少產生兩個中子的中子，引發碰撞。最終，其他物理學家意識到，每個新釋放的中子中子都可能繼續引起兩個單獨的反應，每種反應至少可能會引起兩個反應。單一撞擊可能會引發鏈反應，從而推動更多能量的釋放。根據原子檔案館的說法，意大利物理學家恩里科·費米（Enrico Fermi）也在1934年初產生了裂變，但尚未意識到。根據阿爾貢國家實驗室的說法，費米最終將在1942年12月2日在芝加哥的地下室創建第一個自我維持的核裂變反應堆。這種自我維持的反應被稱為“批判性”。
裂變炸彈
在智力鏈反應中，科學家開始意識到裂變的可能性。第二次世界大戰開始時給美國總統富蘭克林·羅斯福（Franklin Roosevelt阿爾伯特·愛因斯坦，指出，這種研究可用於創建史詩般的炸彈，並提出了德國人可以對美國部署這種武器的幽靈。羅斯福資助了美國關於原子彈的研究，並於1941年成立了科學研究和發展辦公室，目的是將研究應用於國防。
1943年，陸軍工程兵團接管了製造核武器的研究。被稱為“曼哈頓項目，“由物理學家領導的秘密努力J. Robert Oppenheimer，最終導致了第一原子炸彈。第一個“小男孩”在裂變炸彈中使用了140磅（64公斤）高度富集的鈾235，並於1945年8月6日在日本廣島掉落。第二個是“胖人”，重量為10,300磅（4,670千克），並使用plutonium-239開始鏈反應。它於1945年8月9日在長崎掉落。
從那以後，沒有人在戰爭中使用裂變炸彈，但是有幾個國家將它們列入武器庫。最終，軍隊發現融合可以為更強大的炸彈供電，但裂變通常是連鎖店的第一步。例如，1961年引爆的沙皇孟加創造了歷史上最大的核爆炸。它將裂變用作以融合結尾的鏈反應的第一步。
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核電
更常見的是，裂變用於在核電站內產生能量。發電廠通常使用鈾和plutosopes，因為這些反應最容易控制。能源部。為了控制這些鏈反應，發電廠通常用水冷卻核心。
但是，該過程產生了大量的核廢料，例如鈾尾磨，花費了反應堆燃料和放射性廢物，這些廢物可能對人和環境危害數千年。能源信息管理。
更重要的是，核電站可以“崩潰”，這對人類帶來了潛在的災難性風險。這切爾諾貝利核電站歷史上最大的核崩潰在烏克蘭，在放射性輻射中覆蓋了周圍地區，這使整個18英里（30公里）的地區無法居住。日本的9.0 Quake近海導致了大規模的海嘯，淹沒了福島Daiichi發電廠，導致反應堆崩潰並將大量放射性冷卻水送入海洋。世界核協會。在美國，1979年三英里島電廠的機械故障導致冷卻液損失，導致核心核過熱並部分融化。最終，局部崩潰並未導致周邊地區人群高於平均水平的輻射暴露。核監管委員會但是，它提高了人們對核電的潛在危險和刺激變化的認識，這些變化旨在防止此類事故。
在1960年代，美國政府探討了將裂變作為火箭推進的方法的可能性。但是，1963年的有限（核）測試禁令條約的簽署終止了所有核武器的地上爆炸。在2023年，達帕（Darpa）和NASA宣布核偽造的動力火箭可以在短短45天內將宇航員送往火星，並且可以在2027年就可以使用這種火箭。 NASA也對此表示興趣在月球上建造核裂變發電廠到2030年。
其他資源
- 手錶裂變與融合：有什麼區別？能源部
- 從裂變中了解放射性廢物以及人類如何從世界核協會處置它
- 在這個有趣的樂高定格視頻中了解世界上第一個核連鎖反應Argonne國家實驗室
