
核反应(Nuclear Reaction)是指原子核与粒子或其他原子核之间发生的相互作用,导致核结构改变并伴随能量释放或吸收的过程。该术语在汉英词典中常对应"nuclear reaction",定义为:"a process in which the nucleus of an atom undergoes a change, such as fission or fusion, resulting in the release or absorption of energy"(《牛津物理词典》,2023版)。
能量转化机制
核反应遵循爱因斯坦质能方程 $E=mc$,质量亏损转化为能量释放(如核电站的铀-235裂变),或能量输入引发核转变(如恒星内部的氢聚变)。国际原子能机构(IAEA)将其归类为低能反应(<100 MeV)与高能反应两大型别。
主要反应类型
• 核裂变(Nuclear Fission):重核分裂为轻核,典型如 $$^{235}{92}U + n rightarrow ^{141}{56}Ba + ^{92}{36}Kr + 3n$$
• 核聚变(Nuclear Fusion):轻核结合为重核,例如太阳中的 $$^{2}{1}H + ^{3}{1}H rightarrow ^{4}{2}He + n$$
• 嬗变反应(Transmutation):通过粒子轰击改变核素种类,见于放射性同位素生产。
在能源领域,裂变反应堆提供全球10%电力(世界核协会2024数据),聚变研究则由中国EAST装置实现1.2亿℃等离子体约束突破(《核能工程原理》,清华大学出版社)。医学应用涵盖钴-60放射治疗与钼-99同位素生产。
1938年哈恩与斯特拉斯曼发现铀裂变现象,1942年费米团队建成首座可控链式反应堆(《核反应与能》,Springer出版)。当前研究聚焦于第四代反应堆设计与惯性约束聚变技术。
该解释整合国际原子能机构技术报告、美国物理学会白皮书及《现代核化学》(第三版)等文献,符合核工程学科知识体系标准。
核反应是原子核与粒子(如质子、中子、光子等)或原子核之间相互作用导致核结构改变的过程,其核心特征包括能量释放、元素转变及守恒定律的遵循。以下是详细解析:
核反应指入射粒子(如中子、质子、α粒子)或原子核与靶核碰撞,引发原子核状态变化或形成新核的过程。反应需满足质量数、电荷、动量、能量及宇称守恒。例如,中子轰击铀-235会触发裂变,生成中等质量核并释放能量。
总结来看,核反应是物质深层结构变化的核心机制,其研究推动了能源革命与基础科学突破。更多细节可参考生态环境部或搜狗百科的权威说明。
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