5 KÜLÖNBSÉGEK a FISZIONÁLÁS és a FUSION között

A klasszikus kémia ezt tartja atom ez az anyag legkisebb és oszthatatlan egysége. A kémiai reakciók azok, amelyekben a molekulákat alkotó atomok újrakombinálódva új molekulákat eredményeznek az eredetileg jelenlévők kölcsönhatásának eredményeként. Az atomok azonban kölcsönhatásokat hozhatnak létre a magjaikat alkotó részecskék bevonásával. Ezek az úgynevezett nukleáris reakciók.

A TANÁR ebben a leckében felfedezzük, hogy melyek a nukleáris reakciók típusai és mik a hasadás és a magfúzió közötti különbségek.

A hasadás és a magfúzió egyaránt nukleáris reakciók. Ezek olyan folyamatok, amelyek során atommagok vagy atommagok és szubatomi részecskék kölcsönhatásba lépnek egymással. A legegyszerűbb és elsőként felfedezett nukleáris reakció a radioaktivitás, amely egy instabil atommag spontán bomlásából áll egy egyszerűbbé, nagyobb stabilitással és alacsonyabb energiával. Ez a bomlási reakció energiát szabadít fel sugárzás formájában.

A magreakciók fennmaradó típusai általában két mag vagy részecskék, amelyek reakcióba lépve a reakció termékeit képezik. A nukleáris reakció bekövetkezéséhez a

aktiválási energia. A nukleáris reakciók az energiát kinetikus energia (mozgáshoz kapcsolódó energia) formájában szabadítják fel atomok a reakció terméke és néha a gammasugarak (nagy energiájú elektromágneses sugárzás) kibocsátása.

A magfúzió meghatározása

Ahogy a neve is mutatja, a magfúzió az a reakciótípus, amelyben két könnyű mag összeolvad egy nehezebb magot alkotva, de a tömege valamivel kisebb, mint a két mag tömegének összege, amelyből kialakult. Ez a különbség a végső és a kezdeti tömeg között energia formájában adódik a reakciónak megfelelően: E = m · c².

A maghasadás meghatározása

A maghasadás a fúzióval ellentétes reakció. Ez egy reakció, amelyben nehéz mag, részecskék bombázzák lebomlik, hogy könnyebb magokat hozzon létre, más reakciótermékeket is létrehoz, például szubatomi részecskéket és gammasugarakat.

Most, hogy ismeri a jelentését, merüljünk bele, hogy felfedezzük a hasadás és a magfúzió közötti különbségeket. Öt fő van, és itt összefoglaljuk őket.

1.- Ezek ellentétes reakciók

Ahogy az előző szakaszban megjegyeztük, a fúzió és a hasadás két ellentétes nukleáris reakció. Mivel a fúzióban a könnyű magok nehezebbé olvadnak össze, a hasadás során pedig a nehéz elemek magjai könnyebbekké bomlanak.

2.- Aktiválási energiák

• Maghasadás: Hasadási reakciók esetén az aktiválási energia a mag méretétől függ, a nehéz magoknál a reakció spontán történik. Könnyebb magok esetén a reakciót úgy kell kiváltani, hogy az atomokat kis energiájú részecskékkel bombázzák. Ezért maghasadás esetén a reakció elindításához szükséges energiamennyiség nagyon kevés vagy egyáltalán nem létezik.
• Fúzió: Magfúzió esetén nagy mennyiségű energiára van szükség a reakció aktiválásához. A magfúziós reakció elindításához meg kell emelni az üzemanyag hőmérsékletét 100 millió ºC-ra, hogy a az üzemanyag atomok a plazma állapotba (olyan állapotba kerülnek, amelyben az elektronok szabadon mozognak a magoktól függetlenül) atom). Ez a fajta állapot fordul elő a csillagok belsejében, ahol a magfúziós reakciók zajlanak.

3.- Üzemanyag-bőség

• Maghasadás: Ezekhez a nukleáris reakciókhoz olyan nehéz atomok szükségesek, mint az urán, a tórium vagy a plutónium. Nehéz elemek a legkevésbé az univerzumban és ők kis arányban a földkéregben. Ezenfelül ezen nehéz elemek radioaktív izotópjai a természetben más nem radioaktív izotópokkal keverve vagy ásványi anyagok részeként találhatók meg.
• Fúzió: A magfúziós reakciókban részt vevő fényatomok az univerzumban a legelterjedtebb, ahol a hidrogén (a legkönnyebb elem) a többség, amely a teljes mennyiség 92% -át teszi ki. Bár a hidrogén viszonylag kevés a Földön, megújuló forrásokból, például cellulóz biomasszából vagy vízből nyerhető. Emiatt a hidrogént a kimeríthetetlen üzemanyag.

4.- A reakcióból származó maradványok

• Maghasadás: A maghasadási reakciók instabil sejtmagokat hoznak létre, amelyek nagyon hosszú ideig sugározzák a radioaktivitást, mivel igen felezési ideje (a radioaktív kibocsátások felének csökkentéséhez szükséges időszak), amely meghaladhatja a 30 évet. A radioaktív hulladék előállítása A maghasadásos reakciók során veszélyt jelentenek az emberi egészségre és a környezetre, ezért megfelelően kezelni és tárolni kell őket.
• Fúzió: A magfúziós reakciók nem hoznak létre radioaktív hulladékot, ezért tekinthető tiszta energiának, mivel ezek reakciók nem termelnek szennyező maradványokat. Az egyik leggyakoribb fúziós reakció a proton-proton fúziós reakció esetén a kapott termék nemesgáz, a hélium. A hélium nagyon kevés reakcióképes elem, és nem jelent veszélyt az emberi egészségre és a környezetre.

5.- Energiaszerzés kereskedelmi szinten

• Hasadás: Jelenleg ez az egyetlen nukleáris reakciótípus rendelkezik a kereskedelemben való hasznosításhoz szükséges technikával. Valamennyi atomerőmű maghasadási reakciót alkalmaz.
• Fúzió: Ma, még nincs meg a szükséges technológia fúzióval történő elektromos energia előállításához. A fő technikai nehézség a reakció megindításához szükséges magas hőmérséklet, mivel Nincs olyan anyagunk, amely ellenállna ezeknek a hőmérsékleteknek, és ahol lehetséges a reakció korlátozása.