2009年4月11日 星期六

核分裂反應是損失甚麼質量

一般而言

說到核能反應就會想到愛因斯坦偉大的公式

e=mc2

(e:能量  m:損失的質量kg  c:光速)


核反應的方程式如下

235U92+n----->137Ba56+92Kr36+3n+能量(e=mc2)

英文字前面代表質量數

英文字後面代表原子序

U表示鈾,質量數235,原子序92

Ba表示鋇,質量數137,原子序56

Kr表示氪,質量數92,原子序36

n表示中子,質量數1

明明就是質量守恆  

但為甚麼還會有能量損失呢

我們來探討一下吧


首先 你要先有一個概念 質量其實是能量

也就是說 損失質量能獲得能量

然後我們都知道物質的能量基本上分為兩種動能與位能

不同原子具有不同的位能

所以說 當你比較{一個中子和一個質子}與{氫原子(一質子+一中子)}的質量時

你會發現 兩者質量"並不相同"

原因就出在 氫原子間質子跟中子有束縛 另一個情況沒有束縛

簡單來說氫原子需要"能量"去綁住質子與中子 仔細想想我所說的

你應該就會懂 核反應中質量的虧損來源

換句話說 

原子需要能量來hold住質子 中子 電子

而單獨存在的質子  中子   電子卻不需要這成能量的束縛

我這樣說吧

一個質子質量約1.0073 g/mol

一個中子質量約1.0087 g/mol

先不管電子

那一個由六個質子和六個中子組成的(碳12)

質量應該為多少?

剛好12.0000 g/mol

這是人定出來

而上面的數據都是以此標準推出來的

那我問你多的那些質量跑哪去了?

所以這就是我們說

當結合成原子核時會消耗質量形成核力

那反觀你的問題

我舉個例子:
以(質子)撞擊(鋰-7原子核)產生兩個(氦原子核)

質子的質量為1.0073 amu

鋰-7原子核為7.0160 amu

氦-4原子核為4.0026 amu

發現是不是質量也沒有平衡

核分裂為了打斷核力

所以犧牲了點質量換成能量

所以才會釋放輻射

輻射是能量就像光一樣

具有波動性和粒子性

但我們指的粒子並不是質子或中子

而是如:光子(次原子粒子)

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