铀裂变产生奇异的核

在用一种新方法研究铀裂变产生碎片的过程中．研究人员发现了100多种富含中子的不稳定的核。虽然核裂变反应已为大家所熟知，然而这些寿命很短的核在以前还没有见到过。这一实验是“裂变中产生的每一种同位素的首次直接观测”，法国Orsay核物理研究所的莫尼卡·贝纳斯（MonlqueBernas）说。化学元素是由其核内的质子数为特征的。一种元素的同位素只是核内的中子数目不同而已。现已知地球上存在着270种稳定的同位素。自从发现核裂变50年来，物理学家们在铀核裂变产生的碎片中又发现了400多种不稳定的同位素。为了使这张表更为完整．贝纳斯…     

核废物处理地质学

早在1978年,国际科学协会联合理事会就组建了一些工作组,以解决如何处理高放射性核废物这一全球性问题。这一问题不可等闲视之。因为目前全世界大约有10％的电能是来自核裂变,而且这个百分比正在与日俱增。欧洲和日本的能源开发进一步支持了“罗马俱乐部”早就作出的推断:“从技术上和经济上的可行性看来,现在唯有核裂变产生的能源可以取代矿物燃料。”     

洛斯阿拉莫斯之再回顾

<正>一份简明扼要的讲稿为我们提供了一个窥探20世纪历史转折点的窗口。1943年4月,科学家们聚集在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯的一个绝密的新型实验室里,开始设计和研制世界上第一颗原子弹。他们中的大多数人都参与了核裂变研究,但由于保密限制,几乎没有人知道他们将要承担的工程的巨大意义。他们的目标是利用4年前发现的核裂变现象研制核武器,从而对第二次世界大战产生影响。28个月后,当广岛和长     

核裂变的发现

现代发明很少有象核裂变那样,对人类产生如此迅速而深远的影响,也很少会有如此复杂的历史.所以很自然,在核裂变发现50周年时,许多地方都在怀念和纪念着1938年12月奥托·哈恩(Otto Hahn)和费里茨·斯特拉斯曼(Fritz Strassmann)的发现.我参与了在罗马的早期实验以及之后在美国的实验.我认识大部分负责人,除了斯特拉斯曼.我将介绍发现的简单要点及其在发现之前的一些事情.     

纳粹德国核计划的失败

一、核裂变的军事价值促进了德国核研究的恢复铀裂变的发现打开了原子核大门,引起了各国物理学家的极大关注,有关核裂变的实验不断地在各个实验室重复着.1939年4月22日,法国的约里奥-居里小组在一篇文章中宣称,他们在实验中观察到1个裂变的铀原子平均能产生3.5个中子.如果能创造一定的条件使这些新产生的中子成为引起新的裂变的炮弹,则铀在这种循环中放出的能量将比一般化学反应放出的能量大100万倍以上.它使得属于基础科学研究的新发现有了实际应用的可能.1939年,德国已处于战争前夕.一些物理学家希     

核裂变和核聚变

核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化。只有一些质量非常大的原子核像铀、钍等才能发生核裂变。这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核,同时放出2个到3个中子和很大的能量,又能使别的原子核接着发生核裂变……使过程持续进行下去,这种     

微观核裂变动力学研究进展

原子核裂变是一个复杂的非平衡非绝热的大幅度量子多体动力学过程.近年来,随着计算能力的发展,微观裂变动力学取得了很大的进展.本文介绍了非绝热的时间相关的密度泛函理论和绝热的时间相关的生成坐标法等微观裂变动力学模型.裂变位能面的并行约束计算和能量相关性对绝热裂变模型很重要.最近,我们扩展了有限温度加动力学涨落的时间相关的密度泛函理论.基于时间相关的密度泛函理论,对裂变过程中的对关联效应、涨落效应、耗散效应、非绝热效应、能量相关性、碎片之间的纠缠等核裂变机制获得了新的认识.此外,微观裂变研究对理解天体过程中的r-process也很重要.我们期待发展出更综合更精确的核裂变理论支撑核裂变的应用创新.     

科学如何塑造未来——技术上的冒险(上)

未来的技术至少有三种类型.第一类是目前已知的科学的应用,唯一要求的是工程上的发展或时间和金钱以使其日臻完善。一个最近的例子是,一俟了解了核裂变的细节,就建造出了第一座核裂变反应堆,而目前的一例,是建造核聚变反应堆。第二类未来的技术,是将我们的视野放到那些只有通过新的科学发现才能实现的工艺上。寻找一种能够阻止人的衰老过程和返老还童的方法就是一例。一个过去的例子是,力求治愈诸如肺结核之类的传染性疾病,这导致了抗生素疗法的发展。巴贝吉(Charles Babbage)在19世纪提出的建造一台通用计算机的设想,又是一例。尽管巴贝吉对如何设计这样一种计算     

原子彈、氢彈研究的历史教训

核武器是作为现代科学重要组成部分的物理学在本世纪突飞猛进的一个直接结果,正当铀核裂变被发现,人们期待着应用它所产生的巨大能量的时候,战争却爆发了。无情的政治对立,使核研究在几个相互隔绝的国家内独立进行着,这个战时最富有科学挑战性,集中着各国最优秀的科研能力,而竞争最激烈的     

受控核聚变研究的进展和展望

核能包括重核裂变和轻核聚变所释放的能量。核裂变会产生长寿命放射性废物,由于公众的反对意见,它的发展受到了一定阻碍。核聚变能是取之不尽,用之不竭的能源。如果实现以氘为燃料的受控核聚变,则可获取2×10~(11)TW·a的核聚变能,若以每年20TW·a速度消费,则可以使用100亿年。如以氘-氚为燃料,也够使用3000万年。所以受控热核聚变一旦实现,世界能源问题就一劳永逸地解决了。它是相当安全的能源。燃烧等离子体一旦建立,任何运行事故都能使等离子体迅速冷却,从而使核聚变堆在短时间内熄灭。在等离子体中的储能非常低：小于1 GJ。它是相当清洁的能源,不产生化石燃料电站所释放的二氧化碳和氧化氮之类的燃烧产物,也不产生长寿命高放射性废物——锕系元素和裂变产物。氚具有放射性,但它的半衰期非常短,仅为12．3年。因此,从长远看,发展核聚变能源对我国乃至全球解决能源问题都是至关重要的。     

核能是一种危险的能源吗?

利用铀核裂变产生经济上合算的电能早在1956年已告成功.二十多年来,原子能发电以五倍于常规电站的发展速度稳步前进,现今已有五十多个国家和地区在发展核电,运转的装机容量超过了12000万(?),这么快的发展速度不难使人想到它必然包含有许多内在的优点和合理之处. 可是去年三月底,位于美国宾夕法尼亚州哈里斯堡东南16公里的三里岛2号核电站发生了一起严重的事故,致使不少人对进一步发展核电产生了疑虑,甚至感到恐惧,他们纷纷指责核能是一种“危险的能源”,其言语之激烈也是前所未有的. 为了消除一些人对核电的恐惧和误解,我们先来看看三里岛事故发生的原因.     

中国环流器一号与热核聚变研究

原子能的应用,是从20世纪中叶核裂变能的军事应用开始的,它将于21世纪中叶以核聚变能的生产应用而达到高峰。我国的热核聚变研究,将以与世界上经济发达国家同样的水平,迎接这一高峰的到来。     

受控热核反应与等离子体物理

早在三十年代以前,正当原子核物理发展的初期,就已发现轻核聚变反应释放能量的现象。不久又发现轻核聚变是星体能量的主要来源。但是这种能量在地球上的受控和利用(聚变反应堆)直到现在还未研究成功,而利用后来才发现的重核裂变反应设计出来的原     

核能新时代的愿景

只要核能工业不再犯它过去犯过的错误,它的重新崛起是值得期待的——建立在20世纪30年代发现的核裂变基础之上的核反应堆技术,曾在20世纪70年代得到蓬勃发展——目前全球正在运行的43座核电站提供了全世界15%的电能。但在20世纪70￣80年代发生的两起核反应堆事故(美国三里岛核电站和前苏联切尔诺贝利核电站),引起了人们对核电安全的恐懼,再加上核电站的建设成本及环保组织反对等原因,一度使核电产业的发展遭受重大挫折。     

独吞诺奖与和平反战——科学家的道德

在人们的心目当中,科学家不但是科学发现与发明中的佼佼者,同时也应该成为人们行为规范方面的道德楷模。但事实上,科学史上的很多真相却并非如此。1944年,德国科学家哈恩教授因为发现重核裂变现象而获得诺贝尔化学奖,但他却绝口不提其合作者梅特纳女士,虽然这项研究的主要工作是由梅特纳完成的。     

光荣与梦想—中国民用核能的发展历程

1942年，美国在芝加哥大学建成了世界上第一座核反应堆，首次实现了可控核裂变连锁反应，应用于试验，并于1945年建成投产了第一座用于生产军用核武器的裂变物质-一239的反应堆。同年，美国又建成了浓缩铀-235的高浓铀工厂。1945年8月6日和9日，分别装有铀-235和钚-239的两颗原子弹，先后投放在日本广岛和长崎，     

星际大移民(之二)

哈恩总督 23世纪末,地球上的石油和煤炭资源枯竭;26世纪末,核裂变资源枯竭。这时人类可供利用的能源只剩下了有限的、不能任意使用的风能、水流能、太阳能。在这危机关头,哈恩领导的科研小组成功地解决了“可控热核反应”的一系列技术难题。由于“可控热核反     

物理学史上的一场大误会

本文介绍了核物理学家迈特纳对发现核裂变的独特贡献,分析了她被诺贝尔奖拒之门外的原因,对物理学史上这个一直存在着一些混乱和误解的问题作了澄清.     

核"能量球"可能会使熔毁成为历史

正Triso粒子是一种看上去很陌生的燃料,具有内在的安全特性,将为新一代高温反应堆提供动力。所有核电站的基本理念都是一样的:将核裂变产生的热量转化为电能。有几种方法可以做到这一点,但在每一种情况下,它都涉及安全与效率之间微妙的平衡。核反应堆在堆芯很热的时候工作得最好,但是如果它过热就会导致熔毁,使环境受到污染,人们可能会死亡,而且需要数十亿美元来清理这个     

新能源

地球上的各种能源,有的已被大规模开发和广泛利用,如煤炭、石油、天然气、水力等,称常规能源;还有一些能源,如太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能、生物质能等,是正在研究开发和利用的能源,被通俗地称为新能源.其实太阳能、风能等,人类很早就已开始利用,这里把它称作新能源,是指在新技术的基础上进行大规模开发利用而言.新能源与常规能源的区分也是相对的,今天的新能源将来也会成为常规能源.如核裂变,过去是新能源,现在由于技术基本成熟,许多国家已把它看作常规能源.上述这些新能源都是可再生能源和清洁能源,被作为未来经济和社会可持续发展的能源基础,受到了高度重视.