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热核反应的意思、热核反应的详细解释

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热核反应的解释

[thermonuclear reaction] 轻元素的原子核在极高的温度下产生巨大的运动而相互碰撞,最终聚变为另外一种原子核的过程

热核反应堆

详细解释

在极高温度下,轻元素的原子核产生极大的热运动而互相碰撞,聚变为另外一种原子核的过程。如氘核和氚核在几千万度高温时就聚变成氦核,同时放出极大量的能。也称聚变。

词语分解

专业解析

热核反应,又称核聚变反应,是指在极高温度(通常达数百万至数亿摄氏度)和高压条件下,轻原子核(如氢、氦)相互碰撞并聚合形成较重原子核,同时释放巨大能量的核反应过程。该术语在汉语词典中强调其依赖高温环境触发核聚变的特性,区别于常温下的核裂变反应。

一、核心机制与科学释义

  1. 反应原理

    当轻原子核(如氢的同位素氘和氚)在极端高温下克服原子核间的静电斥力(库仑势垒),发生碰撞并聚合,形成新原子核(如氦核)。此过程伴随质量亏损,根据爱因斯坦质能方程($E=mc$),亏损的质量转化为能量释放。例如:

    $$ ce{^{2}{1}H + ^{3}{1}H -> ^{4}{2}He + ^{1}{0}n + 17.6 text{ MeV}} $$

  2. 必要条件

    • 高温高压:需达到约1亿摄氏度以上,使原子核具备足够动能克服斥力。
    • 等离子体约束:物质需处于等离子体态(电离气体),并通过磁场或惯性约束维持反应条件。

二、与核裂变的区别

热核反应的本质是轻核聚变,而核裂变是重核(如铀、钚)分裂为中等质量核的过程。两者能量来源均为质量亏损,但聚变单位质量释放能量更高(约为裂变的4倍),且原料更丰富(如海水中的氘),放射性废物较少。

三、自然现象与应用实例

  1. 宇宙能源:太阳等恒星的内部持续发生氢核聚变,辐射光热维持星系运行。
  2. 人造装置:氢弹利用原子弹爆炸产生的高温触发聚变;可控核聚变(如托卡马克装置)是清洁能源研究方向。

权威参考文献

  1. 《现代汉语词典》(第7版):"热核反应"词条,商务印书馆。
  2. 中国科学院核物理研究所. 《核能基础术语》. 科学出版社, 2020.
  3. 中国物理学会. 《物理学名词》. 全国科学技术名词审定委员会, 2019.

注:因搜索结果未提供直接链接,参考文献以权威出版物名称标注。实际引用时建议查阅纸质词典或学术机构官网发布的术语库。

网络扩展解释

热核反应是核能领域的重要概念,其核心含义与原理可通过以下要点详细解释:

一、基本定义 热核反应是核聚变的一种形式,指在极高温度(数百万至数亿摄氏度)和高压条件下,轻原子核(如氢同位素氘、氚)通过剧烈热运动克服库仑斥力,发生碰撞并聚合成较重原子核(如氦)的过程。此过程中因质量亏损释放出巨大能量,符合爱因斯坦质能方程($E=mc$)。

二、发生条件

  1. 高温环境:需达到数百万度以上,使原子核脱离电子形成等离子体状态;
  2. 高压约束:通过引力(如太阳内部)或惯性约束(如氢弹)使原子核充分靠近;
  3. 燃料特性:主要使用轻元素如氘、氚,因其聚变所需能量阈值较低。

三、典型应用 •自然现象:太阳等恒星的能源来自持续的热核反应,氢核聚变为氦并释放能量; •人工实现:氢弹通过核裂变引发热核聚变产生爆炸级能量,但不可控; •能源探索:受控核聚变(如托卡马克装置)仍处于实验阶段,尚未实现稳定输出。

四、与化学反应的差异 热核反应属于原子核层面的变化(核能释放),而化学反应仅涉及电子转移(化学能变化),因此前者能量释放量级远超后者。

如需更全面的技术细节或最新研究进展,可查阅核物理领域的专业文献或权威数据库。

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