相同质量的物质核聚变产生的能量是核裂变的多少倍?

核裂变核聚变都能释放出远超化学能的巨大能量,这是因为这两种能量的释放来源于原子核内部,而不是电子能级的变化。那么相同质量的物质核聚变和核裂变的能量差距有多大呢?

核聚变和核裂变的能量输出确实有很大不同。我们通常用能量释放的方式来比较这两种核反应

相同质量的物质核聚变产生的能量是核裂变的多少倍?

核裂变:在核裂变中,一个重原子核(例如铀-235或钚-239)在吸收一个中子后分裂成两个较轻的原子核,同时释放能量、中子和伽马射线。每发生一次裂变事件,大约可以释放200 MeV(百万电子伏特)的能量。

核聚变:核聚变则是两个轻原子核结合成一个更重的原子核时发生的,如氢的同位素氘和氚结合形成氦,同时释放大量能量。在氘-氚聚变的典型反应中,可以释放约17.6 MeV的能量。

比较核聚变和核裂变的能量输出,可以使用单位质量释放的能量来衡量。以最常见的铀裂变和氘-氚聚变为例:

核裂变:1克铀可以释放大约1吉焦(GJ)的能量。
核聚变:1克氘-氚混合物可以释放大约339吉焦(GJ)的能量。

从这些数字可以看出,核聚变的能量密度远高于核裂变,大约是其300多倍。这就是为什么核聚变被看作是一种高效且清洁的未来能源技术的原因之一。在相同质量的条件下,核聚变产生的能量大约是核裂变的300多倍。

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