核的連鎖反應(Nuclear chain reaction)

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核的連鎖反應(Nuclear chain reaction)
國立中山大學董騰元教授責任編輯
原子核的連鎖反應就是當一個或數個核反應發生後,會引發後續持續性的核反應不斷進行,例如典型的較重同位素235U的核分裂反應。原子核連鎖反應所釋放出的能量是一般化學反應的數百萬倍。
核的連鎖反應最早是由物理學家Leó Szilárd在1933年所提出,他出生於匈牙利,而在美國過世。1936年Szilárd嘗試利用鈹和銦製造一個連鎖反應,可惜並未成功。1939年Szilárd和Enrico Fermi發現在鈾中以中子引發核的連鎖反應是可能的,這個發現藉由愛因斯坦寫信提醒羅斯福總統,德國的納粹企圖製造原子彈的可能性,後來Enrico Fermi製造了第一個人造的核連鎖反應。

核的連鎖反應是發生在中子與核分裂(如: 235U)之間。當一個中子撞擊鈾-235原子核後,鈾-235吸收中子便分裂成兩個質量較小的原子核,並且放出2〜3個新的中子和大量的能量;這2〜3個新的中子就會撞擊旁邊其他的鈾-235原子核,繼續發生分裂反應,如果它們分別又引發了另一次的核分裂反應,則分裂反應的次數便會一直增加,即1次變2次,2次變4次,4次變8次……,是以等比級數的速度增加,此即所謂的「連鎖反應」。

因為每次的核反應都會放出巨大的能量,所以如果任「連鎖反應」持續下去,最後所放出來的總能量便會很驚人,但是如果我們在每次分裂後把2〜3個新產生的中子吸收掉一、兩個,而只讓一個中子繼續引發下一次分裂反應,則我們即可控制每次反應的數目使其保持固定,並可把每次反應產生的能量用來發電,而核武就是任其能量在短時間內爆發出來。

水能載舟,亦能覆舟,連鎖反應所釋放的能量是巨大的,如果好好的利用,安全的控制核的連鎖反應,那它所釋出的巨大能量就能造福人類。

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