登陆注册
45086000000003

第3章 神奇的中子

中子,是一种微小的粒子。但它在核反应中,却是原子枪弹。

如何用中子冲击原子核,这可是科学家们十分迷恋和探索的问题。

那么,如何用中子来冲击原子核呢?

科学家们用带正电的质子来射击它,质子经过带负电的电子时,就会被吸过去。当质子接近带正电荷的核子时,质子又会被推开。

当科学家们用电子射击它时,带正电荷的原子核肯定会把带负电的电子吸过去。然而,电子太轻了。它们不能造成足够的损伤。

当科学家们用中子射击原子核时,因中子很重,它不会被引偏其航向。

科学家们发现,当由中子冲击原子核时会发生以下三种情况中的一种情况:一是中子反弹回来;一是中子停留在原子核附近,暂时不会发生任何现象;或是中子可能使原子核分裂。

铀有三种同位素。现假设中子冲击其中一种的原子核。

这种原子核具有92个质子和143个中子,名叫铀-235。这个新的中子使它成为铀-236,但是由于某些原因,铀-236是不稳定的。它会进裂为碎片,或许可使它碎裂。假如这次碎裂的最大一片是钡原子核,具有56个质子和88个中子;另一片是氪,有36个质子和54个中子。那么,就会产生两个额外的中子。这些额外的中子十分重要。碎裂时,有大量的能量放出,使所有碎片以惊人的速度射出。这被称为裂变。

换句话说,当中子子弹把原子核分裂为两块时,这种分裂叫裂变。这两小块以巨大能量分离,而变成新的更小的原子核。裂变过程中,射出两个新的中子子弹。

研究发现,许多物质都渴望得到中子。它们吸收中子就像吸墨纸吸收水分一般。这意味用来制造反应堆的所有物品都必须非常纯,以至于不浪费中子。不过,这也表明可以在反应堆内装设完全控制装置。

至今,对大多数反应堆来说,运动慢的中子比快的中子好些。

这怎么听起来又有点奇怪呢?

因为当没有铀-235,就必须减慢反应堆中中子的速度。

相反,如果反应堆里含有铀-238,它会捕获快的中子而不分裂。铀-235能够捕获的中子只能是慢的中子。

许多物质都能减慢中子。不过,我们必须挑选那种不会吸引中子的物质。

经过科学家们的择优推荐,碳是排在首位的最佳物质。

当初费米教授就选择了碳,并把它放在“芝加哥一号”反应堆的铀块之间。

那么,怎样会使中子减慢呢?

科学家们研究发现,另一种中子缓速剂是水。水很容易控制,而且,由于水能沸腾而有独特的作用。

当连锁反应失控,反应堆过热,水就会沸腾,中子速度加快而射不出中子,于是,连锁反应就会减弱下去。

麻烦在于,水分子是由氢原子和氧原子组成的。而普通的氢是“贪吃”中子的。

然而,重氢,即氢的第二个同位素则不会这样。因此,由这种同位素构成重水被用来当作减速剂。只是,重水稀有而昂贵,因此我们还在继续研究利用普通水的方法。

通常,用来减缓中子速度的物质称为减速剂。因此,在设计反应堆时,首先要做的第一件事就是选择减速剂。

我们通常所说的反应堆为水减速式或石墨减速式,就是这个道理,以此类推。

同类推荐
  • 智慧百科(历史卷)

    智慧百科(历史卷)

    本系列丛书一共为分9卷,分别主动物卷、奥运卷、航天卷、军事卷、植物卷、体育卷、历史卷、科学卷、人体卷。
  • 揭秘五千年的科技世界

    揭秘五千年的科技世界

    本书介绍了古埃及科技的骄傲、哈雷彗星的发现、从磁波到无线电、超导的发现与应用、生命科学的发展等传奇故事。
  • 野人王国百科(奥秘世界百科)

    野人王国百科(奥秘世界百科)

    宇宙天地和自然世界真是丰富多彩、纷繁庞杂,使我们对于那许许多多的难解之谜,不得不密切关注和发出疑问。人们总是不断地去认识它,勇敢地去探索它。虽然今天科学技术日新月异,达到了很高程度,但对于许多奥秘还是难以圆满解答。人们都希望发现天机,破解奥秘。古今中外许许多多的科学先驱不断奋斗,一个个奥秘不断解开,推进了科学技术的大发展,但又发现了许多新的奥秘现象,又不得不向新的问题发起挑战。正如达尔文所说:“我们认识自然界的固有规律越多,这种奇妙对于我们就更加不可思议。”科学技术不断发展,人类探索永无止境,解决旧问题,探索新领域,这就是人类一步一步发展的足迹。
  • 科学文库——讲述天文故事

    科学文库——讲述天文故事

    本书主要讲述的天文故事包括:无边无际的银河系、浩瀚广阔的太阳系、光明温暖的太阳、冷静清幽的月亮、人类生活的地球、地球的姐妹金星、巨大无比的木星、快速转动的水星、充满神奇的火星、象征时间的土星、奇特复杂的天王星、轨道怪异的海王星、天文仪器的诞生、天文历法的变更、四季更替的奥秘。
  • 世界奇观

    世界奇观

    本书精选了世界上有一定影响的自然奇观若干则,涉及天空、山脉、江河、湖泊等方面的内容,以最权威的视角,阐释了自然奇观的成历以及人类与自然和谐相处的历史过程。
热门推荐
  • 豪门老公乖乖哒

    豪门老公乖乖哒

    六年前,他遇到她,一不小心就把心丢到她身上了。六年后,他们再次相遇,她没认出他,“先生,我认识你么?”“现在不就认识了。”某闷骚很淡定地说,不记得他,可以!只要爱上他就好了。从此,闷骚总裁的追妻之路便开始了,一步步的逼近,再虏获了她的心。
  • 月寒帝尊

    月寒帝尊

    修炼一途,需破尸河万骨!掌阴阳,镇乾坤,破万道,炼玄灵,握天极,灭九渊!少年葬天地,一枪弑妖神!书友群号码:1045028086
  • 做一个健康的职业女性

    做一个健康的职业女性

    如果工作让你忙碌疲惫,如果生活使你缺少快乐,如果婚姻令你拥有困惑……那么,就翻开此书,学习做一个幸福的职业女性吧!
  • 龍神传:沧海藏神

    龍神传:沧海藏神

    南山有玉胎,沧海怎藏神!这是一个极度荒谬的故事。
  • 我们一定会遇见的

    我们一定会遇见的

    一位现代女子穿越到古代,猜猜她会发生些什么呢?
  • 快穿我和宿主拼演技

    快穿我和宿主拼演技

    作者:请大声告诉读者我们的主题是!于潸:拼演技?_>`冷漠脸晴晩柔:拼演技( ̄ー ̄)无语脸
  • 绝武江湖

    绝武江湖

    武者自强不息,王者傲娇不逊人生不如意之事,十之八九。
  • 爱在清朝

    爱在清朝

    现代都市女孩苏子凌因为在意外得到一个藏宝图以后,到一个山洞寻宝,却发现了一个特殊的玉佩,阴差阳错的穿越到了清朝。与康熙把酒言欢,称兄道弟;与纳兰性德行走江湖;与曹寅共谈理想;还遇到了一大帅哥——沈墨轩,究竟谁才是她的真命天子?不知是冥冥之中的缘分,还是一场没有结果的意外?最终她能找到自己的归属吗?
  • 龙狐志

    龙狐志

    龙,是中原人的图腾,莫隆718年,北冥侵,中原急。莫隆721年,长嘉乱,萧家叛。莫隆725年,屠龙起,鸾凤鸣。乱世出枭雄,也出狗熊。顾我,人称“混世花魔”,幸得紫纹龙蛇血,际会风云众生缘。QQ交流群:2771230673
  • 逆刃刀

    逆刃刀

    剑是凶器,剑术是杀人的伎俩,无论用多美的借口掩饰,这是始终事实!微生,一个见惯人命微茫的杀手!冰冷如黑夜的心竟然被一位女子颤动!在那之后,他不在冷漠,不在无情。既然有请,何不真情?且看夺命微生飞天御剑,夺得那一片属于自己的安宁!