核裂變：
是指由重的原子,主要是指鈾或鈈,分裂成較輕的原子的壹種核反應形式。
核聚變：
當兩個質量數A較小的輕原子核聚合成壹個較重核,如氫,氘(2H或D),氚(3H或T)
或氦的同位素3He等,融合生成4He核時,由於比結合能(Binding energy per nucleon)
的增大,可以釋放出大量能量.
但是,由於需要克服庫侖勢壘(Coulomb barrier),融合反應只有當反應核彼此以高速
相撞時才能產生.
1934年,拉塞福(Rutherford)和其它物理學家及化學家壹起,用加速器加速2H核轟擊
氘靶,產生了下列反應:
2H + 2H -> 3H + 1H + 4.04MeV(1)
2H + 2H -> 3He + 1n + 3.27MeV (2)
兩個反應幾乎以同樣的機率產生.
如果用被加速的3H或3He轟擊氘核,可產生反應:
3H + 2H -> 4He + 1n + 17.58MeV (3)
3He + 2H -> 4He + 1H + 18.34MeV(4)
這些核反應中確實都放出了比化學反應高百萬甚至千萬倍的能量,但是要加速很多
入射粒子才能引起壹次反應,因此用來加速入射粒子所需的能量遠超過核反應中獲
得的能量.
在高溫及高壓的條件下,例如太陽的中心,溫度高達1.5x107K,壓力達3x1011atm,在這環
境下氫核的平均動能可達keV量級,融合反應就易進行得多.這種由於熱運動而產生的
融合反應叫做熱核反應.
1944年,科學家費米(Fermi)曾算出在地球條件下,2H本身的點火溫度將高達4億K,如果
利用截面更大的,(3)式的氘-氚反應,所需溫度可降低壹些,但仍接近壹億度.可見實現熱
核反應對溫度的要求是很苛刻的.
有壹個獲得所需溫度的辦法在1945年就知道了,就是利用裂變彈(原子彈)所造成的高
溫,使氘-氚在足夠高的溫度下產生融合,這就是熱核彈(氫彈)的原理.
不過,由於氚是壹種半衰期僅為12年的放射性同位素,在自然界並無出產,只能通過鋰-6
(6Li)吸收中子的核反應:
6Li + 1n -> 3H + 4He(5)
制造出來,所需的中子則來自裂變反應或(3)式的融合反應.
要註意的是,由於用此方式所制得的氚數量有限,因此只有少量的氚和氘反應.
所以,如果想進壹步加強氫彈的破壞力,則可利用氘-氚反應產生的高能中子(14MeV)
來照射238U,使其產生裂變,放出能量,並在每次裂變中可放出高達四個中子.
(雖然 238U在熱中子的撞擊下不會裂變,但在快中子(動能>1.2MeV)的撞擊下則可裂變.)
由於此種氫彈經歷了三重的核反應: 裂變-融合-裂變,因此這種氫彈又稱為"3F彈",
即是Fission-Fusion-Fission.
壹般的氫彈的結構是:中心是壹個裂變裝置(壓攏型或壓緊型),其外圍則被壹層氘化鋰(6Li2H)
覆蓋著.
而3F彈則在外面再覆蓋壹層用238U制造的外殼。