鈾核是一種物理元素，鈾有三種同位素（所謂同位素是指它們的原子核內含的質子數目相同，但含的中子數目不相同的元素，它們在元素周期上放在同一個位置上），即鈾－234、鈾－235和鈾－238。其中的鈾－234和鈾－238不會發生核裂變，只有鈾－235這種同位素原子能夠發生核裂變，或者說，做核燃料的實際上是鈾－235。但是，從礦山里開採出來的鈾裡面，鈾－235的含量卻又是很低，僅占0.66%，絕大部分是鈾－238，它占了99.2%。
基本介紹
- 中文名：鈾核裂變
- 屬性：核物理學
- 類型：裂變
- 用途：核能利用，核武器
裂變過程,核反應方程,套用,核子彈,氫彈,放射性治療原料,
裂變過程
下面按液滴模型的觀點，簡述裂變的全過程。
處於激發態的原子核（例如，鈾-235核吸收一個中子之後，就形成激發態的鈾-236核）發生形變時，一部分激發能轉化為形變勢能。隨著原子核逐步拉長，形變能將經歷一個先增大後減小的過程。這是因為有兩種因素在起作用：來自核力的表面能是隨形變而增大的；來自質子之間靜電斥力的庫侖能卻是隨形變的增大而減小的。
兩種因素綜合作用的結果形成一個裂變勢壘，原子核只有通過勢壘才能發生裂變。勢壘的頂點稱為鞍點。到達最終斷開的剪裂點後，兩個初生碎片受到相互的靜電斥力作用，向相反方向飛離。靜電庫侖能轉化成兩碎片的動能。初生碎片具有很大的形變，它們很快收縮成球形，碎片的形變能就轉變成為它們的內部激發能。具有相當高激發能的碎片，以發射若干中子和γ射線的方式退激，這就是裂變瞬發中子和瞬發γ射線。退激到基態的碎片由於中子數（N）與質子數（Z）的比例（N/Z）偏大，均處於β穩定線的豐中子一側，因此要經歷一系列的β衰變而變成穩定核（見遠離β穩定線的核素）。這就是裂變碎片的β衰變鏈。在β衰變過程中，有些核又可能發出中子，這此中子稱為緩發中子。以上就是一個激發核裂變的全過程。
核反應方程
U+n→Nd+Zr+3n+8e+(ν-，反中微子)
U+n→Sr+Xe+2n
U+n→Ba+Kr+3n
套用
核子彈
使用常規炸藥有規律地安放在鈾的周圍，然後使用電子雷管使這些炸藥精確的
同時爆炸，產生的巨大壓力將鈾壓到一起，並被壓縮，達到臨界條件，發生爆炸。或者將兩塊總質量超過臨界質量的鈾塊合到一起，也會發生猛烈的爆炸。[1]臨界質量是指維持核子連鎖反應所需的裂變材料質量。不同的可裂變材料，受核子的性質（如裂變橫切面）、物理性質、物料形狀、純度、是否被中子反射物料包圍、是否有中子吸收物料等等因素影響，而會有不同的臨界質量。[1]剛好可能以產生連鎖反應的組合，稱為已達臨界點。比這樣更多質量的組合，核反應的速率會以指數增長，稱為超臨界。如果組合能夠在沒有延遲放出中子之下進行連鎖反應，這種臨界被稱為即發臨界，是超臨界的一種。即發臨界組合會產生核爆炸。如果組合比臨界點小，裂變會隨時間減少，稱之為次臨界。[1]核子武器在引爆以前必須維持在次臨界。以鈾核彈為例，可以把鈾分成數大塊，每塊質量維持在臨界以下。引爆時把鈾塊迅速結合。投擲在廣島的“小男孩”核子彈是把一小塊的鈾透過槍管射向另一大塊鈾上，造成足夠的質量。這種設計稱為“槍式”。 而要以“槍式”起爆鈽核子彈則較為困難，但理論上要以“槍式”起爆鈽彈並非不可能，只是炸彈可能需要長達十九英尺。
