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科普故事：能文能武的核能
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科普故事：能文能武的核能
图片来源：原创
今天，开开心心一家来到科技馆参观……
“开开心心，核能可是一个能文能武的能源大将！”妈妈笑道。
“能文能武？”心心困惑地看向妈妈。
“我知道，原子弹就是核武器，这就是能武吧！”开开举例道。
“是手枪里的子弹吗？”心心再问。
“哈哈，差距可大呢！原子弹是大规模杀伤性武器，听说被原子弹炸过的地方生灵涂炭，特别可怕！”开开举起双手，大叫一声，“砰！”
“啊！”心心被吓得大叫一声，惹得开开笑了起来。
“开开，你吓到心心啦！”妈妈安抚着受到惊吓的心心。
“这么危险的能源为什么还要使用呢？”心心不解地问道。
“因为除了当作武器，核能还能为人类做出更大的贡献，最主要的就是发电。我们用的电很多都是从核电厂发出来的呢！”妈妈笑道，“想想，如果没有电，我们的生活会变成什么样呢？”
“没有电的话，晚上就会什么也看不到。”心心回答道。
“家里的所有电器都没法工作了，电脑打不开，电视看不了，冰箱也会不工作啦！”开开补充道。
“核能为什么这么能干呀？”心心好奇地问，“它哪里来的能量？”
“无论原子弹还是核电厂发电，其能量来源都是核裂变，也叫核分裂。这是一种物理反应，是一个原子核分裂成两个或多个质量较小的原子核，并释放能量的变化过程。”妈妈解释道。
“原子核要如何分裂呢？”开开问道。
图片来源：原创
“核电厂最常用的是铀-235原子。人们用热中子轰击铀-235原子后，铀-235原子被分裂成2个较小的原子核和2个中子及能量，而这2个中子又分别撞击2个铀-235原子，被撞击的铀-235原子再次分裂，释放中子及能量，算一算这次会释放出几个中子？”
“4个！”心心还在掰手指，开开已经说出了答案。
“正确！ 4个中子再次撞击4个铀-235原子……”妈妈问心心，“心心来算算，这次会释放几个中子？”
“8个！”心心掰着手指回答道，“1变2,2变4,4变8，那不是越撞越多？”
“没错，这种反应会一直持续下去，人们称其链式反应。链式反应中的每一次撞击都会带来能量的释放。”妈妈解释道，“科学家便利用核裂变释放的热能发电，造福人类！”
“可是为什么撞击后会释放能量，能量从何而来呢？”开开并不认为撞击可以带来能量，“质量不是守恒的吗？”
“数百年来，人们一直相信质量是守恒的。但是在爱因斯坦的狭义相对论的描述中，质量却不是最终的守恒量，质量是可以变成能量的。并且，爱因斯坦用质能方程揭示了质量和能量间的关系。”妈妈回答道，“物理学用E代表能量，M代表质量，质能方程中能量E等于质量M连续和常量C相乘2次，即E=MC²，这个C是光在真空中的速度，大约每秒30万千米。”
“乘以光速？还乘2次！那岂不是一点点的质量变化就会释放出巨大的能量？”开开显得很震惊。
“没错哟，所以当高速的热中子轰击铀核后，由于质量的变化，能量被释放出来！这便是核裂变中能量的转化原理。虽然1个铀核释放出的能量有限，但是众多原子核释放出来的能量就变得异常巨大。”
“撞击越来越多，能量也就越来越多。”开开耸耸肩，“这简直就是天文数字！”
“这么大的能量当然要来造福人类啦！科学家可真厉害，发现了核能！”心心点点头，“果然是个能文能武的能源大将！”
【知识卡】能文能武的核能
在爱因斯坦提出质能方程的三十多年后，1938年，德国科学家奥托·哈恩用中子轰击铀原子核，发现了核裂变现象，从而开启了核能的应用。核能最先被用于军事，原子弹的诞生及应用，使人们了解到核能释放的能量巨大且致命。
如此巨大的能源难道只能带来灾难吗？当然不是！1951年，美国的科学家用一座反应堆点亮了4个灯泡，从而拉开了人类和平利用核能的帷幕。实践证明，核能发电是可行的。
如今一座座核电站仍然为人类提供源源不断的电力支持。使核能成为能文能武的能源大将。
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“开开心心，核能可是一个能文能武的能源大将！”妈妈笑道。
“能文能武？”心心困惑地看向妈妈。
“我知道，原子弹就是核武器，这就是能武吧！”开开举例道。
“是手枪里的子弹吗？”心心再问。
“哈哈，差距可大呢！原子弹是大规模杀伤性武器，听说被原子弹炸过的地方生灵涂炭，特别可怕！”开开举起双手，大叫一声，“砰！”
“啊！”心心被吓得大叫一声，惹得开开笑了起来。
“开开，你吓到心心啦！”妈妈安抚着受到惊吓的心心。
“这么危险的能源为什么还要使用呢？”心心不解地问道。
“因为除了当作武器，核能还能为人类做出更大的贡献，最主要的就是发电。我们用的电很多都是从核电厂发出来的呢！”妈妈笑道，“想想，如果没有电，我们的生活会变成什么样呢？”
“没有电的话，晚上就会什么也看不到。”心心回答道。
“家里的所有电器都没法工作了，电脑打不开，电视看不了，冰箱也会不工作啦！”开开补充道。
“核能为什么这么能干呀？”心心好奇地问，“它哪里来的能量？”
“无论原子弹还是核电厂发电，其能量来源都是核裂变，也叫核分裂。这是一种物理反应，是一个原子核分裂成两个或多个质量较小的原子核，并释放能量的变化过程。”妈妈解释道。
“原子核要如何分裂呢？”开开问道。
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“核电厂最常用的是铀-235原子。人们用热中子轰击铀-235原子后，铀-235原子被分裂成2个较小的原子核和2个中子及能量，而这2个中子又分别撞击2个铀-235原子，被撞击的铀-235原子再次分裂，释放中子及能量，算一算这次会释放出几个中子？”
“4个！”心心还在掰手指，开开已经说出了答案。
“正确！ 4个中子再次撞击4个铀-235原子……”妈妈问心心，“心心来算算，这次会释放几个中子？”
“8个！”心心掰着手指回答道，“1变2,2变4,4变8，那不是越撞越多？”
“没错，这种反应会一直持续下去，人们称其链式反应。链式反应中的每一次撞击都会带来能量的释放。”妈妈解释道，“科学家便利用核裂变释放的热能发电，造福人类！”
“可是为什么撞击后会释放能量，能量从何而来呢？”开开并不认为撞击可以带来能量，“质量不是守恒的吗？”
“数百年来，人们一直相信质量是守恒的。但是在爱因斯坦的狭义相对论的描述中，质量却不是最终的守恒量，质量是可以变成能量的。并且，爱因斯坦用质能方程揭示了质量和能量间的关系。”妈妈回答道，“物理学用E代表能量，M代表质量，质能方程中能量E等于质量M连续和常量C相乘2次，即E=MC²，这个C是光在真空中的速度，大约每秒30万千米。”
“乘以光速？还乘2次！那岂不是一点点的质量变化就会释放出巨大的能量？”开开显得很震惊。
“没错哟，所以当高速的热中子轰击铀核后，由于质量的变化，能量被释放出来！这便是核裂变中能量的转化原理。虽然1个铀核释放出的能量有限，但是众多原子核释放出来的能量就变得异常巨大。”
“撞击越来越多，能量也就越来越多。”开开耸耸肩，“这简直就是天文数字！”
“这么大的能量当然要来造福人类啦！科学家可真厉害，发现了核能！”心心点点头，“果然是个能文能武的能源大将！”
【知识卡】能文能武的核能
在爱因斯坦提出质能方程的三十多年后，1938年，德国科学家奥托·哈恩用中子轰击铀原子核，发现了核裂变现象，从而开启了核能的应用。核能最先被用于军事，原子弹的诞生及应用，使人们了解到核能释放的能量巨大且致命。
如此巨大的能源难道只能带来灾难吗？当然不是！1951年，美国的科学家用一座反应堆点亮了4个灯泡，从而拉开了人类和平利用核能的帷幕。实践证明，核能发电是可行的。
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