散裂中子源是什么

散裂中子源是什么

迷彩虎军事为您回答。其实就在2018年03月25日,中国东莞,历时6年技术攻关,耗费23亿元的散裂中子源计划在此处正式落成,如果觉得这个称呼不够直观的话,我们也可以叫它“超级显微镜”,可别小看它,就这么个装置,放眼全球,除了中国,具备制造能力的也不过美英日三国而已。我们熟知的宏观世界是由无以计数的微观粒子所构成,即通常说的微观世界,透过研究微观粒子,人类将会看透这个世界的本质,因此它的研究意义非常重大,那么这个过程的实现需要并且必要用到的工具就是“超级显微镜”了。

在此之前,中国在脉冲种子研究上长期处于发展停滞的阶段,换句话说,几乎就是空白,为了掌握这个世界的“密码”,中国散裂中子源计划于2011年9月开启,其后至2014年10月,计划进入安装阶段。随后的事情我们都知道了,今年03月,中国第一台散裂中子源正式安装完毕,并已经开始投入研究工作,同时,按照国际惯例,这一整套设备也会面向用户免费开放,这批用户甚至包括美国,日本等研究团队。

这又是为什么呢?原来,这主要是出于两个方面的考虑,首先,散裂中子源安装工程虽然说已经安装完毕了,但并不代表它是完美无缺的,鉴于美日等国在此领域有着更丰富的经验,通过他们的使用,我们可以更有效率地发现并排除问题。而另一方面,便是向环球诸国彰显我国的先进技术,虽然我们起步晚,但并不代表中国会一直落后,现在,中国有了属于自己的脉冲中子技术,人类今后向未来的探究,必将会有中国的一份力量,中国,加油!。

核裂变是如何让中子准确撞击原子核的?

核裂变是如何让中子准确撞击原子核的

先让结论,在核裂变时,我们不需要让中子准确地撞击原子核,我们只需要让裂变材料的质量达到临界质量,我们就可以让核裂变的链式反应延续下去。下面,让我们从头来进行比较详细的解释。什么是核裂变呢?核裂变是一种链式反应,在核电站或者原子弹中,以铀235作为裂变材料。下面是裂变反应中的方程式。即使用一个中子撞击一个铀235原子,得到一个钡原子,一个氪原子和3个中子;而3个中子又会继续撞击周围的铀235,形成链式反应。

在核裂变反应中,会发生质量亏损,而亏损的质量,则会变成能量释放。原子弹就是在铀235雪崩一般的核裂变中释放出巨大能量的。爱因斯坦用著名的质能方程刻画了这个释放能量的过程。其中,m为亏损的质量,c为光速,E就是释放的能量。1kg的铀235,释放的能量,相当于10吨TNT炸药爆炸的能量。那我们怎么样才能让核裂变链式反应的第一个反应开始呢?这里会有一个叫做“临界质量”的概念。

这个概念在教科书的解释是,维持核子连锁反应所需的裂变材料质量,不同的可裂变材料,受核子的性质、物理性质、物料型状、纯度、是否被中子反射物料包围、是否有中子吸收物料等等因素影响,而会有不同的临界质量。简单来说,就是想要铀235核裂变发生,对铀235的质量、浓度和体积是有要求的,需要达到某一个值。我们以原子弹为例,上图为原子弹的示意图。

在原子弹爆炸前,中子源位于原子弹的中央,而裂变材料铀235则分布在中子源的附近。其中每一块铀235,都未达到临界质量。当引爆时,原子弹内部的炸药首先爆炸,产生的推力,会将每一块铀235推向弹体中央,使铀235聚集超过临界质量。这时,只要有哪怕一个中子撞击,就会引发链式反应,产生巨大的破坏能量。在核电站中,工程师们使用了石墨降低中子的速度,控制棒来控制反应的快慢,使裂变在可控的情况下缓慢进行。


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