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![['DSE物理：核裂變與核融合深入探討 香港專科 HKDSE物理 補物理, Nuclear Fission, Nuclear Fusion, HKDSE技巧']](data:image/svg+xml;base64,PHN2ZyB2aWV3Qm94PSIwIDAgNTQwIDU0MCIgd2lkdGg9IjU0MCIgaGVpZ2h0PSI1NDAiIHhtbG5zPSJodHRwOi8vd3d3LnczLm9yZy8yMDAwL3N2ZyI+PC9zdmc+)
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HKDSE 物理專科 | 中大港大名師小班教學
Nuclear Fission 核分裂 – HKDSE 物理熱門 Topic
掌握 nuclear fission 概念，提升你的物理成績！
詳細內容解說 (約500字)
Nuclear Fission 核分裂 是指重原子核（如 Uranium-235 (U-235)）吸收中子後分裂成兩個較輕原子核，釋放大量能量、neutrons 和 gamma rays 的過程。這是原子彈和核電廠的核心原理。
關鍵概念包括：Binding Energy per Nucleon 曲線顯示中子數過多原子核不穩定；分裂時總 binding energy 增加，能量釋放 E = Δmc²。Chain Reaction 發生當釋放中子引發更多分裂，需達 critical mass 維持反應。
HKDSE 常考：計算能量釋放、multiplication factor k (k>1 超臨界)，及控制棒吸收中子以調控反應。優點：高效清潔能源；缺點：放射性廢料、meltdown 風險如車諾比事故。
練習重點：理解 fission fragments 帶正電導致靜電排斥，提供額外能量；及熱中子 vs 快中子作用。
題目1: 一 U-235 原子吸收中子分裂為 Ba-141 和 Kr-92，釋放3中子。已知質量損失 Δm = 0.185 u，計算釋放能量 (1u = 931 MeV)。
解：E = Δm × 931 = 0.185 × 931 ≈ 172 MeV。包含動能及 gamma。
題目2: 解釋 chain reaction 如何維持，critical mass 作用？
解：釋放中子被其他 U-235 吸收，k = 中子產生率/吸收率 >1。Critical mass 確保足夠密度避免中子逃逸。
題目3: 為何用慢化劑 (moderator)？
解：快中子易逃逸，慢化劑 (水/石墨) 減速至熱中子，提高 U-235 截面 (cross-section)。
題目4: 計算若 k=1.05，初始1中子，10代後中子數？
解：N = 1 × (1.05)^10 ≈ 1.63，中子指數增長。
題目5: 比較 fission 與 fusion 能量來源。
解：Fission 由 curve 右側移左，fusion 左側移右，均增加 binding energy/nucleon。
English Version: Nuclear Fission
Nuclear fission occurs when a heavy nucleus like U-235 absorbs a neutron and splits into lighter nuclei, releasing energy, neutrons, and gamma rays. Key terms: chain reaction, critical mass, binding energy. Energy release follows E=mc² from mass defect. Practice questions as above for DSE prep.
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