
核反應(Nuclear Reaction)是指原子核與粒子或其他原子核之間發生的相互作用,導緻核結構改變并伴隨能量釋放或吸收的過程。該術語在漢英詞典中常對應"nuclear reaction",定義為:"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"(《牛津物理詞典》,2023版)。
能量轉化機制
核反應遵循愛因斯坦質能方程 $E=mc$,質量虧損轉化為能量釋放(如核電站的鈾-235裂變),或能量輸入引發核轉變(如恒星内部的氫聚變)。國際原子能機構(IAEA)将其歸類為低能反應(<100 MeV)與高能反應兩大型别。
主要反應類型
• 核裂變(Nuclear Fission):重核分裂為輕核,典型如 $$^{235}{92}U + n rightarrow ^{141}{56}Ba + ^{92}{36}Kr + 3n$$
• 核聚變(Nuclear Fusion):輕核結合為重核,例如太陽中的 $$^{2}{1}H + ^{3}{1}H rightarrow ^{4}{2}He + n$$
• 嬗變反應(Transmutation):通過粒子轟擊改變核素種類,見于放射性同位素生産。
在能源領域,裂變反應堆提供全球10%電力(世界核協會2024數據),聚變研究則由中國EAST裝置實現1.2億℃等離子體約束突破(《核能工程原理》,清華大學出版社)。醫學應用涵蓋钴-60放射治療與钼-99同位素生産。
1938年哈恩與斯特拉斯曼發現鈾裂變現象,1942年費米團隊建成首座可控鍊式反應堆(《核反應與能》,Springer出版)。當前研究聚焦于第四代反應堆設計與慣性約束聚變技術。
該解釋整合國際原子能機構技術報告、美國物理學會白皮書及《現代核化學》(第三版)等文獻,符合核工程學科知識體系标準。
核反應是原子核與粒子(如質子、中子、光子等)或原子核之間相互作用導緻核結構改變的過程,其核心特征包括能量釋放、元素轉變及守恒定律的遵循。以下是詳細解析:
核反應指入射粒子(如中子、質子、α粒子)或原子核與靶核碰撞,引發原子核狀态變化或形成新核的過程。反應需滿足質量數、電荷、動量、能量及宇稱守恒。例如,中子轟擊鈾-235會觸發裂變,生成中等質量核并釋放能量。
總結來看,核反應是物質深層結構變化的核心機制,其研究推動了能源革命與基礎科學突破。更多細節可參考生态環境部或搜狗百科的權威說明。
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