图解时间简史

汤川秀树的发现

我们知道，原子核与电子之间靠电磁作用相互吸引。可是，中子不带电荷，那么，质子和中子又是靠什么来紧密地结合在一起呢？

介子理论

万有引力在像天体这样质量大的物体上起作用，但在像质子这样的质量微小的粒子上，万有引力的影响比电磁力还要小。质子和中子紧密地排在一起的巨大能量来自何方？直到1935年，日本物理学家汤川秀树建立了介子理论，为这个问题作出了解答。

汤川秀树认为，原子核中还有一种新的基本粒子，他通过计算，认为这种粒子的质量约为质子的1/10、电子的200倍，介于质子和电子之间。人们就称它作“介子”。汤川假设，正是质子和中子不断地交换介子，产生了强大的核力，使得原子核保持稳定。

1947年，英国物理学家鲍威尔等人发现了一种新粒子，并将其命名为π介子，证实了汤川秀树理论的正确性。汤川秀树也“由于在核子力理论的基础上预言了介子的存在”，成为第一个获得诺贝尔奖（1949年）的日本人。

核裂变和核聚变

20世纪40年代，在对原子核的研究中，科学家们发现将因核力紧密结合的原子核裂变和聚变，并了解到这种变化会产生巨大的能量。

一些像铀、钍等质量非常大的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核，同时放出巨大的能量，这种能量又使别的原子核接着发生裂变……这种过程持续进行下去，称为链式反应。

核聚变是指氘、氚等质量小的原子，在超高温和高压等条件下，原子核互相聚合，生成新的质量更大的原子核，同样会伴随着巨大的能量释放。

举例来说，原子弹的爆炸就是核裂变的过程。太阳发光发热的能量来源，就是它内部的原子核的核聚变。

核反应

核反应是指入射粒子（或原子核）与原子核（称靶核）碰撞导致原子核状态发生变化或形成新核的过程。其过程可分为核裂变和核聚变。

质子和中子不断地交换介子，产生了强大的核力。

核力是使核子组成原子核的作用力，属于强相互作用力的一类。

原子核在其他粒子的轰击下产生新的原子核，这个过程称为核反应。

核裂变

又称核分裂，是一个原子核分裂成几个原子核的变化。是指由重的原子，主要是指铀或钚，分裂成较轻的原子的一种核反应形式。

核聚变

是指由质量小的原子，在一定条件下发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更大的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。