ch10 原子結構
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Ch10 原子結構. §10-1 拉塞福的原子模型 §10-2 氫原子光譜 §10-3 波耳的氫原子模型 §10-4 夫然克 - 赫茲實驗 §10-5 中子的發現 §10-6 原子核的構造 §10-7 原子核的放射性與衰變 §10-8 原子核的分裂與核能 §10-9 核融合與核能. §10-1 拉塞福原子模型. 湯木生原子模型. 1904 年英國人 湯木生 ,在原子為電中性的基礎上,所提出的一種原子結構模型。 認為原子是半徑約 10 -10 公尺帶正電的實心球體,而帶負電的電子則散布其中。 電子在正電荷球中的位置呈平衡狀態。 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Ch12 原子結構§12-1 拉塞福的原子模型
§12-2 氫原子光譜
§12-3 波耳的氫原子模型
§12-4 原子核的構造
§12-5 原子核的放射性與衰變
§12-6 原子核的分裂與核能
§12-7 核融合與核能
1) 1904 年英國人湯木生,在原子為電中性的基礎上,所提出的一種原子結構模型。
2) 認為原子是半徑約 10-10 公尺帶正電的實心球體,而帶負電的電子則散布其中。
3) 電子在正電荷球中的位置呈平衡狀態。
4) 又稱為西瓜模型。 湯木生的原子模型
1.湯木生原子模型
§12-1 拉塞福原子模型
2.拉塞福 α 粒子散射實驗
1) 實驗裝置:
以放射性元素鐳,放出的 α 粒子,撞擊薄金箔(厚度約為 10- 7 米),從各角度觀測被散射的 α 粒子。
2) 實驗結果:• 絕大部分 α 粒子筆直通過。• 散射角大於 90o 的機率高達 1/8000 ,與湯木生模型計
算的數值相差甚多。• α 粒子通過金箔後,金箔帶正電。
3) 拉塞福的原子行星模型(於 1911 提出)• 原子的正電荷與大部分質量集中在原子內很小的區域,半
徑大小約 10-15m( 1fm或 1 費米),此區域稱為原子核。• 電子受原子核的靜電庫侖力作用繞原子核作圓周運動,電
子存在的空間構成了原子的體積(半徑大小約 10 -10m )。• 原子核所帶的正電的量值等於原子內所有電子的電量總和,
故原子可維持電中性。
4) 拉塞福的理論計算結果:
根據這個原子的行星模型,拉塞福假設 α 粒子和原子核間的作用力為兩個點電荷間的靜電排斥力,利用古典力學的運動定律計算出自某一散射角 θ ,測量到 α 粒子的散射機率
4
sin 2
① 在固定散射角 情形下, 散射機率與 粒子的入射 動能的平方成反比。② 若 粒子的入射動能固定, 則散射機率與散射角 的
成反比。
此結果與實驗數據完全吻合
5) 拉塞福原子結構模型遭遇的困難:• 電子繞原子核的運動為加速度運動,因此會不斷的輻射
出電磁波,而使電子的動能減少,最後墜落在原子核上,無法構成一穩定的原子。
• 波耳利用能階的概念解決拉塞福原子結構模型遭遇的困難。
例題:在拉塞福的 α 粒子散射實驗中,下列敘述何者正確?(A) α 粒子的力學能恆為正(B) α 粒子的角動量守恆(C) α 粒子的散射角恆小於 90o
(D) α 粒子的入射方向與力心的垂直距離越大,散射角越大(E) 由此一實驗之結果,證實了原子核的存在 [90. 日大 ]
答案: ABE
例題:下列有關拉塞福 α- 粒子散設實驗之敘述有那些是正確的? (A) 入射的 α- 粒子其動能約為 10 3 電子伏特(B) 撞擊參數越大, α- 粒子的偏折越大 (C) 固定數目的入射 α- 粒子其動能越高,所測得之被散射 α- 粒子越多 (D) 散射角大於 90o 之 α- 粒子遠少於散射角小於 90o 之 α- 粒子(E) 一種元素之各種同位素其拉塞福 α- 粒子散射角分布是相同的。 [75. 日大 ]
答案: DE
(A) α- 粒子的動能為百萬電子伏特數量級
§12-2 氫原子光譜1. 夫朗和斐發明多狹縫的光柵稱為光譜儀,開啟了光譜學
的研究。2. 德國人克希何夫和本生發現每個元素在氣態時,都有其
特定的明線光譜。3. 埃司傳研究氣體放電的光譜中,找到了氫原子的可見光
光譜。4. 1885 年瑞士人巴耳麥找到了氫光譜的可見光區域波長的經驗公式
2
02
n
n 4
其中 λ0 = 3645.6 埃, n 為大於或等於 3 的整數。
巴耳麥系的前四條光譜線
5. 1890 年瑞典人芮得柏提議巴耳麥公式中波長改為倒數的形式。可得較簡潔的形式
其中 n 為大於或等於 3 的整數, R = 1.09677×10 7m-1
稱為芮得柏常數。
2 2
1 1 1R
2 n
6. 1908 年瑞茲提出組合原理,由光譜中任兩條光譜線,其頻率的和或差,可找出另一條光譜線,故可將光譜線波長的關係式寫成
2 2
1 1 1R
m n
n 和 m 為正整數且 n > m
7. 瑞茲的公式預測了 m = 3 的氫原子光譜線,很快的此一線系於 1908 年由德國人帕申所發現,稱為帕申系。
巴耳麥系的譜線在可見光範圍,帕申系的譜線則在紅外光的範圍
§12-3 波耳的氫原子模型波耳為了解釋這些氫原子光譜,引進卜朗克和愛因斯坦的量子論,結合牛頓力學,提出波耳的原子模型。
1.波耳原子模型的基本假設: 第一基本假設: 電子僅能在某些特定的軌道上,繞原子核運動,這些軌道稱為穩定態。電子在穩定態上運動時,不會輻射電磁波,這些在穩定態的電子,其角動量 L 必須滿足角動量量子化的條件:
n
hL n( ) n
2
n 為一正整數
第二基本假設:當電子從一能量為 Ei 的穩定態軌道,躍遷到另一個較低能量 Ef 的穩定態軌道時,原子會輻射出頻率為 ν 的光子,所輻射出光子的能量等於兩穩定態的能量差,即
i fE h E E
2. 波耳氫原子模型的理論計算:
電子繞原子核作圓周運動所需的向心力,由電子與原子核間的靜電力提供,依牛頓第二運動定律
2 2 22
2
e mv kek mv = (1)
r r r
m 為電子質量, k 為電力常數, r 為電子軌道半徑。
再由波耳第一基本假設,角動量量子化的條件
n
h nhL rmv n mv (2)
2 2 r
(1) ÷ (2) 2 消去 v 得軌道半徑量子化條件2 2
2n 2 2
n hr n
4 kme
當電子在穩定態時,被允許的軌道半徑 r 是不連續的,電子的軌道半徑 r 正比於 n 2 。
電子的總力學能 E 為2 2 2 2
21 ke 1 ke ke keE mv ( )
2 r 2 r r 2r
2 2 4
n 2 2 2
2 mk e 13.6E (eV)
n h n
將軌道半徑量子化的條件代入上式,得能量量子化的條件
n = 1 的能階稱為基態, n = 2 的能階稱為第一受激態, n = 3 的能階稱為第二受激態,依此類推。
3. 類氫原子的能階:原子序為 Z 的單電子原子,能階為 2 2 2 4 2
n 2 2 2
2 mk Z e 13.6ZE (eV)
n h n
2
n 2 2
22
n 2 2
13.6 2 54.4 He E (eV)
n n
13.6 3 122.4 Li E (eV)
n n
① 之能階:例如
② 之能階:
4. 氫原子光譜:當電子由高能階 En 躍遷到低能階 Em 時,由波耳的第二基本假設,原子所輻射出光子的頻率 ν 和波長 λ 分別為
2 2 4n m
3 2 2
E E 2 mk e 1 1( )
h h m n
2 2 4
3 2 2 2 2
1 2 mk e 1 1 1 1( ) R( )
c h c m n m n
芮得柏常數:2 2 4
7 13
2 mk eR 1.09737 10 m
h c
在波耳提出氫原子理論之前,僅有巴耳麥和帕申兩個光譜線系被發現,但波耳理論預測尚有 m = 1, 4, 5, ....等的光譜線系,這些線系很快的陸續被發現。
(1914年 )
(1885年 )
(1908年 )
(1922年 )
例題:在波耳的氫原子模型中,氦離子( He +)中的電子以圓形軌道繞行原子核。設此電子自基態躍遷至某一受激態,則下列電子的物理量中,躍遷後大於躍遷前的是:(A) 位能 (B) 動能 (C)物質波波長 (D)軌道運動之週期(E) 所受向心力之量值。 [88. 日大 ]
答案: ACD
例題:在波耳氫源子結構的理論當中,下列那一個物理量與量子數 n 的三次方成正比?(A) 電子能量 (B) 電子角動量 (C) 電子速率 (D) 電子軌道半徑 (E) 電子軌道運動的週期。 [87. 日大 ]
答案: E
例題:波耳在氫原子結構的理論中,引入了量子數 n 。在此理論中,下列各物理量與 n 的關係何者正確?(A) 電子的軌道半徑與量子數 n 的平方成正比(B) 電子在軌道中的運動速率與量子數 n 成反比(C) 電子在軌道中的角動量與量子數 n 成反比(D) 電子的位能與量子數 n 的平方成正比(E)當 n >> 1 時,電子在相鄰兩能階間的能量差約與 n 的立 方成反比。 [81. 日大 ]
答案: ABE
例題:一氫原子之電子在量子數 n = 4 之受激態,它可能放射出之電磁波最高頻率為 ________ 赫。 [89. 日大 ]
答案: 3.08 x 1015
例題:若以 m → n 代表氫原子從能階 E m 躍遷至能階 E n ,並以 n = 1 代表基態, n = 2 代表第一受激態,…,則以能量 13.00eV 之電子撞擊處於基態之原子後,受激發之氫原子可能發生之躍遷有那些? [73. 日大 ] (A) 2 →1 (B) 3 →2 (C) 4 →1 (D) 4 →3 (E) 6 →4 。
答案: ABCD
例題:如一氫原子的電子從 n = 2 的穩定態躍遷至 n = 1 的穩定態時,所放出光子能量為 E 。則一氦離子 He + 的電子從 n = 3 的穩定態躍遷至 n = 2 的穩定態時,所放出光子的能量約為 ________ E 。 [83. 日大 ]
答案: 0.74
例題:已知將氦原子中兩個電子完全除去所需之總能量為 79 電子伏特,則僅除去第一個電子時所需之能量為:(A)20.4eV (B)24.6eV (C)39.5eV (D)65.4eV 。 [70. 日大 ]
答案: B
5. 波耳的第一基本假設與物質波:根據德布羅依的物質波觀念,電子的物質波長
h h
p mv
h h rmv n 2 r n n
2 mv
而波耳的第一基本假設:
上式表示電子軌道的圓周長恰等於物質波長的整數倍,此為電子的物質波在軌道上行成駐波的條件。
n = 2 n = 3 n = 4 n = 5
例題:質量為 m 的帶電粒子,在相隔 d 的兩個固定壁間運動,因而產生輻射。此粒子由第一激發態回至基態時的輻射頻率為何? [70.夜大 ]
2
3h
8md答案:
§12-4 原子核的構造1. 原子核的組成:1932 年海森堡提出原子核結構的新模型:原子核由 Z 個質子與 A - Z 個中子所構成, Z 稱為原子序,A 稱為質量數。符號上記為
AZ X
元素符號質量數
原子序
2. 同位素:質子數相同而質量數或中子數不同的元素稱為同位素。同位素以相同的元素符號表示,在週期表佔據相同的位置,因其價電子情形相同,故化學性質相同,但物理性質不一定相同。
3. 原子量:(1) 原子的質量單位:• 取碳同位素 12C 的一個中性原子質量定為 12u ,
即 1u = 1.66056 ×10 - 27kg 。• 電子質量 me = 9.109 × 10 - 31kg = 0.000549u
• 質子質量 mp = 1.6726 × 10 - 27kg = 1836me
• 中子質量 mn = 1.6750 × 10 - 27kg = 1839me
(2) 平均原子量:該元素所有同位素的原子量乘上所占百分比之加總,為週期表上該元素原子量。例如氯的平均原子量: 35Cl (含量為 75. 4%)和 37Cl(含量為 24. 6%),因此 Cl 的原子量為 35u × 0.754 + 37u × 0.246 = 35.5 u
4. 原子核的大小和形狀• 多數原子核的形狀接近球形,其半徑 R = R0A1/ 3 ,其中
A 為質量數, R0 = 1.2 fm (費米)
• 原子核的體積與所含的質量數成正比,又質子及中子質量相近,故原子核的密度接近定值。 ρ= 2.3 × 1017kg/m3 ,約為水的 2.3 × 1013倍。
5. 核力:• 核子(質子、中子)間存在一遠較靜電排斥力為強的吸引
力(稱為核力),使質子和中子能聚成穩定的原子核。• 核力又稱為強交互作用力。為一短程力,在長距離(大於
原子核半徑),則迅速地隨距離而遞減。• 核力和與核子所帶的電荷無關,所有核子間的核力作用均
相同。
§12-5 原子核的放射性與衰變
1. 天然的放射性衰變 :(1) 放射性元素的發現:• 1896 年,法國人貝克勒發現鈾礦可放出一種使底片感光
的射線。• 1898年 4月,居里夫婦發現釷元素也具有放射性。• 1898 年 7月和 12月,居里夫婦又發現從瀝青提煉出來
的新元素釙和鐳也具有放射性。
(2) 天然放射線的種類:1898 年,拉塞福分離出兩種不同的射線,分別稱為 α 射線與 β 射線。
α
β
γ
放射源
鉛座
• 1900 年,貝克勒證明 β 射線為電子。• 1900 年,維拉德發現另一種不受磁塲偏折,且穿透力極強的放射線,後來由拉塞福命名為 γ 射線。
• 1909 年,拉塞福證明 α 粒子是帶正電的氦離子。
(a) α 衰變:
原子核產生 α 衰變後,其核內的質子數和中子數各減少兩個,故原子序減 2 ,而質量數減 4 ,可以下列的核反應式表示之:
A A 4 4Z Z 2 2X Y He
238 234 492 90 2 U Th He 例如:
(b) β 衰變:
• 在 β 衰變中,中子會轉變成質子,另外生成電子和反微中子。
1 1 0 00 1 1 0n p e
• 當原子核產生 β 衰變後,其核內的中子數減少一個,但質子數增加一個,故其原子序加 1 ,但質量數不變,可以下列的核反應式表示之:
A A 0 0Z Z 1 1 0X Y e
• 例如: 234 234 0 090 91 1 0Th Pa e
(c) γ 衰變:• γ 射線是高能量的光子。當原子核的能態從高能階躍遷至低能階時,就會將兩能階的差值,以光子的形式釋放出來。
• 通常原子核在產生 α 或 β 衰變時,都會伴隨 γ 射線的放射。
• 原子核產生 γ 衰變時,其原子序和質量數都不會改變。
(3) 原子核反應方程式:• 利用類似化學反應方程式的方式來說明原子核的變化情形 • 遵守電荷守恆及質量數守恆,即反應前的電荷總和及質量
數總和在反應後須保持不變,但質量不守恆。
(4) 自發衰變:原子序大於 82 (鉛)的元素,由於質子數太多,彼此強大的靜電排斥力,使得原子核(稱為母核)不穩定,會經一系列的 α、 β、 γ 衰變,而成為較穩定的原子核(稱為子核)。這些自發衰變,可區分成四種系列:
系列名稱 原子核質量數 起始母核 最終穩定核
釷系列 4n
錼系列 4n + 1
鈾系列 4n + 2
錒系列 4n + 3
23290Th
23793 Np
23892 U
23592 U
20882 Pb
20983Bi
20682 Pb
20782 Pb
例題:原子核作一次 α- 衰變時,其原子序減少 2 ,質量數減少 4;作一次 β- 衰變時,原子核內一中子放出一電子後變成一質子,因此質量數不變,但原子序增加 1 。一 238
92U
(鈾)原子核衰變成 20682Pb (鉛)原子核。途中產生 α- 衰
變和 β- 衰變的次數分別為 (A)8次和 3次 (B)3次和 5次 (C)5次和 6次 (D)8次和 6次 (E)5次和 3次。 [72.
日大 ] 答案: D
2. 半衰期:(1) 放射性元素的衰變定律:• 原子核衰變的發生是一種機率性的過程,我們無從預測
那一個原子核,在哪一時刻會發生衰變,每一次衰變都是獨立事件,且不受溫度和化學作用的影響。
• 從統計學上來看,如果原子核的數目夠大,則每隔一定的時間間隔,將有半數的原子核發生衰變,此時間間隔稱為半衰期,以 τ或 T1/2表示。
• 如某一放射性元素的半衰期為 τ ,原來有 N0 個放射性原子核,經過時間 t 後,該放射性元素所剩尚未衰變的原子核個數 N ,則
t /0
1N N ( )
2
(2) 以放射性元素的濃度測年代:• 利用標本內某一放射性元素的現存濃度和起始濃度的比值,便可計算出標本所經歷的時間。
• 對有機的生物體而言, 14 C (碳 14 )被選作為測定年代的放射性元素,其半衰期約為 5730 年。
• 在地球的大氣中,碳 12 和碳 14 ,兩者的濃度比值約為 1.3 × 10 -12 ,碳 14 因衰變而減少,但是來自外太空的宇宙射線,將空氣中的氮轉變為碳 14 ,使碳 14 獲得源源不斷的補充,因此大氣中兩者的濃度比值得以保持一定。
14 14 06 7 1C N e
14 1 14 17 0 6 1N n C H
• 有機生物體經光合作用或呼吸作用,使體內碳同位素的濃度與大氣環境相同。
• 當有機體死亡,體內的碳 14 含量因衰變而漸減,碳 12 的濃度則無變化,以致兩者的濃度比值隨時間而逐漸衰減。測得生物體內現存兩者的濃度比值,就可計算出該生物體死亡後所經歷的時間。
例題:設某放射性元素之半生期為 2 天,則該元素每一原子經過一天即行蛻變之機率為 _________ 。 [79. 日大 ]
11 0.293
2 答案:
例題:在活的生物體內,同位素 14C 與 12C 含量的比值為 10 -13 。現有一古生物,其 14C 與 12C 與含量之比值為 1.25×10 -14 。已知 14C 的半生期為 5730 年,則此古生物死時距今為 ________ 年。 [87. 日大 ]
答案: 17190
§12-6 原子核的分裂與核能1. 人工蛻變:• 1919 年,拉塞福以 α 粒子撞擊氮核,結果產生氧和
氫的原子核,此為首次的人工蛻變。 4 14 17 12 7 8 1He N O H
• 1934 年,朱里歐 -居禮夫婦以 α 粒子撞擊鋁核,產生不穩定的磷 31 ,很快的衰變為磷 30 ,並放出中子。磷 30 會持續放出正電子和微中子。且在自然界並不存在,為首次以人工方式產生的放射性同位素。
4 27 31 * 30 12 13 15 15 0He Al P P n 30 30 0 015 14 1 0P Si e
• 義大利人費米發現以慢中子(又稱為熱中子)轟擊原子核,要比快速中子有效。以慢中子撞擊鈾核( Z = 92 )時,鈾核進入不穩定的激發態,經由 β 衰變為第一個原子序為 93 的超鈾元素。此為首次以人工方法製造出比當時所知最重元素還重的人工元素。
2. 原子核分裂:• 1939 年德國人哈恩發表核分裂的實驗結果。鈾 235
有多種分裂方式,主要分裂成兩個質量不相等的原子核,並放出 2~3 個中子。例如:
1 235 143 90 10 92 56 36 0
1 235 140 94 10 92 54 38 0
n U Ba Kr 3 n
n U Xe Sr 2 n
3.核能: 原子核在分裂時,生成物的總質量比反應物的總質量少
了些,依據愛因斯坦的質能互換公式, E = mc2 ,可知核分裂反應前後所減少的質量,即為核分裂所生的能量來源。一個鈾原子分裂
1 235 143 90 10 92 56 36 0n U Ba Kr 3 n
反應後所減少的質量約為 0.186583u ,因此所產生的能量約為 2.78 × 10 - 11 焦耳。一莫耳的鈾 -235 發生分裂所釋放出的能量約為 2 × 10 13 焦耳,此相當於燃燒 600 噸的碳所釋放出的能量。
4. 連鎖反應:• 鈾 235 捕獲慢中子進行核分裂,會同時放出 2~3 個中
子,若所產生的中子撞擊到其它的鈾核,可繼續不斷使核分裂發生。 稱為連鎖反應。
• 天然鈾含有兩種同位素,占 99.3% 的鈾 238 和占 0.7% 的鈾 235 。鈾 238 會吸收中子,但不會如同鈾 235 一樣產生分裂。它先形成鈾 239 的激發態,經 β 衰變轉變為錼 239 ,最後再經一次 β 衰變,變成鈽 239 。
• 兩種容易產生核分裂的元素:鈾 235 和鈽 239 。鈾 235 和鈾 238 化學性質相同,質量相近,很難將兩者分離。鈽 239 因與鈾 238 的化學性質不同,較易分離而取得高純度的鈽 239 。
5. 原子彈:• 如果核分裂在極短的時間內,在未加控制的情況下,猛烈地進行連鎖反應,則產生的巨大能量,將會造成威力極強的爆炸,即為原子彈。
• 利用鈾 235 製造原子彈必須克服兩項難題: (1)鈾燃料中的鈾 235 必須提高至 90% 以上,以避免慢中子被雜質吸收。 (2)鈾燃料的體積或質量必須在爆炸前達到臨界值以上,以確保連鎖反應能快速持續的進行。
• 1942 年 9月美國由羅斯福總統下令徵集科學精英,全力研製原子彈,此為著名的「曼哈頓計畫」。
• 1945 年 7月 16 日,以鈽 239 製成的原子彈,在美國新墨西哥州的沙漠中試爆成功。
• 1945 年 8月 6 日,第一顆以鈾 235製成的原子彈,未經試爆即投擲在日本廣島。
• 1945 年 8月 9 日,在日本長崎投下第二顆以鈽 239 製成的原子彈。
6. 核能發電:• 如果核分裂的連鎖反應速率,能在控制的情況下,緩和地進行,可以用來發電。
• 核能發電廠反應爐使用的鈾燃料棒,所含的鈾 235濃度約3% ,一般使用水作為中子的減速劑,以鎘棒吸收中子以控制核分裂的連鎖反應速率。
例題:以一個 α 粒子撞擊鈹產生核反應4He + 9Be → 12C + 1n 。它們的質量 4He 為 4.0026u, 9Be 為 9.0122u, 12C 為 12.0000u ,中子為 1.0087u( 1u = 1.66 × 10- 27 公斤)。則反應後 12C 與中子之動能和比 α 粒子之入射動能約多出 (A)10-18 (B)10-12 (C)10- 6 (D)104 (E)1011 焦耳。 [79. 日大 ]
27 29
2 29 8 2
13
4.0026 9.0122 (12.0000 1.0087) 0.0061u
0.0061 1.66 10 kg 1.0126 10 kg
E mc 1.0126 10 (3 10 )
9.1134 10
反應後總質量減少了
因此產生的能量
解:
焦耳
§12-7 核融合與核能
1. 核融合:當兩個較小質量的原子核結合在一起,行成一個較大質量的原子核,此過程稱為核融合。反應後總質量減少,可釋放出能量。例如氘核和氚核皆為氫的同位素,當氘核和氚核融合時,產生氦核,並產生一個中子且釋放出能量,其反應式如下:
2 3 4 11 1 2 0H H He n
反應後總質量約減少 3.14 × 10 -29 kg ,所產生的能量為2.81 × 10 -12 J ,一公斤的氘和氚進行核融合所產生的能量,相當於一千萬公斤的碳燃燒所產生的能量。
2. 欲產生核融合反應的條件:一億度( 10 8 k )以上的高溫:要使兩個各帶一個單位正電荷的質子結合在一起,需要先使得它們接近到核力的作用範圍內( 1fm ),以利用核子間的強大吸引力來克服靜電排斥力,當兩個質子接近至 1fm 時,其靜電排斥位能約為
2 9 19 213
15
ke 9 10 (1.6 10 )2 10
r 10
焦耳
克服這些靜電排斥位能所需的動能如為熱能所提供,則
13
1310
23
3kT 2 10
2
2 2 10T 10
3 1.38 10
,因此所需的溫度
度
足夠長的拘束時間:由於在如此高溫下,所有物質都游離化了,形成了所謂的電漿。這些帶電的離子間會有靜電排斥力而使得電漿擴散開來,因此核融合也更形困難。科學家已能用一種不均勻的磁場所構成的磁瓶( magnetic bottle )來侷限高溫的電漿。
3. 氫彈:1952 年第一顆利用氘融合的氫彈,在太平洋環礁試爆成功,進行核融合的高溫條件,是由氫彈中內藏的原子彈先行引爆所提供。
4. 太陽的核融合:1938 年,美國物理學家貝特提出核融合理論,指出太陽或其他發光星體的能量,就是源自於星體內部進行的核融合反應。
1 1 2 0 01 1 1 1 0
2 1 31 1 2
3 3 4 1 12 2 2 1 1
H H H e
H H He
He He He H H
1 4 0 01 2 1 04 H He 2 e 2
整個過程的淨反應為:
5. 核融合的優點:核融合是非常乾淨的能源,不會造成輻射性的污染,所需的燃料氘可從海水提煉。
THE END