玻尔的液滴模型如何帮助解释核裂变原理？

问题描述

精选答案

玻尔的液滴模型把原子核看作是一个带电的液滴，基于此模型可从能量和结构变化角度解释核裂变原理。

液滴模型基本概念

将原子核类比为液滴，核子（质子和中子）像液滴内的分子一样可自由运动，液滴具有表面张力，原子核有使核子聚集的作用力，同时质子间的库仑斥力又类似液滴内部的压力。

解释核裂变的触发

当原子核受到中子轰击时，就如同液滴受到外界扰动。液滴吸收能量会发生形变，原子核吸收中子能量后也会变形。若形变过大，表面张力无法维持其形状，就像液滴会分裂一样，原子核也会发生裂变。

从能量角度解释

液滴模型能从能量角度解释核裂变。原子核在稳定状态有一定结合能，当它吸收中子变形过程中，结合能会改变。当形变达到一定程度，结合能减小，原子核处于不稳定的高能态，会自发分裂成两个或多个较轻的原子核，释放出大量能量。

裂变产物的理解

液滴分裂成小液滴时，大小和形状具有一定随机性。类似地，原子核裂变产生的碎片（较轻原子核）质量和能量分布也有一定范围，并非固定值，这与实验中观察到的核裂变产物情况相符。