核裂变原理演示

实验目的

了解铀核裂变的过程，理解链式反应的条件，知道核裂变会释放巨大能量。

实验原理

铀235吸收一个慢中子后变得不稳定，分裂成两个较轻的核，并放出几个中子和能量，例如：U-235 + n → Ba-144 + Kr-89 + 3n + 能量。反应前后质量数、电荷数守恒，有质量亏损，释放的核能由质能方程计算。放出的中子再轰击其他铀核，使反应持续进行。

实验器材

• 铀235原子核
• 入射中子
• 裂变产物（两个中等质量的核）
• 裂变释放的新中子
• 释放的能量

实验步骤

1. 观察一个中子靠近并被铀235核吸收
2. 观察铀核变形、分裂成两个较轻的核
3. 观察裂变后放出的新中子和能量
4. 观察新中子再引起其他铀核裂变，形成链式反应
5. 对照核反应方程，检查质量数和电荷数是否守恒

实验现象与结论

一个中子引起一个铀核裂变，放出2～3个新中子；新中子继续引起裂变，反应规模迅速扩大，这就是链式反应。每次裂变都释放能量，说明重核裂变能释放巨大的核能。

常见问题

什么是链式反应？

裂变放出的中子再引起其他铀核裂变，如此一代代继续下去，使裂变反应持续进行的过程叫链式反应。

核裂变为什么能放出能量？

裂变产物的总质量小于反应前的总质量，出现质量亏损，亏损的质量以能量形式释放出来。