5 VERSCHILLEN tussen FISSION en kernfusie

Klassieke scheikunde stelt dat: atoom het is de kleinste en ondeelbare eenheid van materie. Chemische reacties zijn die waarbij de atomen waaruit de moleculen bestaan, recombineren om nieuwe moleculen te vormen als gevolg van de interactie van de aanvankelijk aanwezige moleculen. Atomen kunnen echter interacties tot stand brengen met de deeltjes waaruit hun kernen bestaan. Het zijn de zogenaamde kernreacties.

In deze les van een LERAAR zullen we ontdekken wat de soorten kernreacties zijn en wat zijn de verschillen tussen splijting en kernfusie.

Zowel splijting als kernfusie zijn: kernreacties. Dit zijn processen waarbij atoomkernen of atoomkernen en subatomaire deeltjes met elkaar interageren. De eenvoudigste kernreactie, en de eerste die ontdekt is, is de radioactiviteit, die bestaat uit de spontane ontbinding van een onstabiele atoomkern in een eenvoudigere met grotere stabiliteit en lagere energie. Bij deze ontledingsreactie komt energie vrij in de vorm van straling.

De overige typen kernreacties zijn in het algemeen twee kernen of deeltjes die reageren om aanleiding te geven tot de producten van de reactie. Om een ​​kernreactie te laten plaatsvinden, a

activeringsenergie. Kernreacties geven energie vrij in de vorm van kinetische energie (energie geassocieerd met beweging) van atomen product van de reactie en soms tot de emissie van gammastralen (elektromagnetische straling met hoge energie).

Definitie van kernfusie

Zoals de naam al aangeeft, is kernfusie het type reactie waarbij: twee lichte kernen versmelten tot een zwaardere kern, maar met een massa die iets minder is dan de som van de massa's van de twee kernen waaruit het is gevormd. Dit verschil tussen de eindmassa en de beginmassa wordt afgegeven in de vorm van energie volgens de reactie: E = m · c².

Definitie van kernsplijting

Kernsplijting is de tegenovergestelde reactie op fusie. Het is een reactie waarbij een zware kern, gebombardeerd door deeltjes breekt af om aanleiding te geven tot lichtere kernen, ook andere producten van de reactie genereren, zoals subatomaire deeltjes en gammastralen.

Nu je de betekenis kent, gaan we er meteen in duiken om de verschillen tussen splijting en kernfusie te ontdekken. Er zijn vijf belangrijkste en hier vatten we ze samen.

1.- Dit zijn tegengestelde reacties

Zoals we in de vorige sectie hebben opgemerkt, fusie en splijting het zijn twee tegengestelde kernreacties. Omdat bij fusie lichte kernen samensmelten tot zwaardere en bij splijting kernen van zware elementen uiteenvallen in lichtere.

2.- Activeringsenergie

• splijting: Bij splijtingsreacties is de activeringsenergie afhankelijk van de grootte van de kern, bij zware kernen verloopt de reactie spontaan. Bij lichtere kernen moet de reactie worden geïnduceerd door de kernen te beschieten met laagenergetische deeltjes. Daarom, in het geval van kernsplijting de hoeveelheid energie die nodig is om de reactie te starten is zeer weinig of niet aanwezig.
• Fusie: In het geval van kernfusie, hebben grote hoeveelheden energie nodig om de reactie te activeren. Om de kernfusiereactie te starten, is het noodzakelijk om de temperatuur van de brandstof te verhogen tot 100 miljoen ºC, zodat de brandstofatomen gaan naar de plasmatoestand (een toestand waarin elektronen vrij bewegen onafhankelijk van de kernen) atoom). Dit type toestand is degene die optreedt in sterren, waar kernfusiereacties plaatsvinden.

3.- Brandstof overvloed

• splijting: Deze kernreacties vereisen zware atomen zoals uranium, thorium of plutonium als brandstof. Zware elementen zijn de minst voorkomende in het universum en zij zijn in kleine hoeveelheden in de aardkorst. Verder komen de radioactieve isotopen van deze zware elementen in de natuur voor vermengd met andere niet-radioactieve isotopen of als onderdeel van mineralen.
• Fusie: De lichte atomen die deelnemen aan kernfusiereacties zijn: de meest voorkomende in het universum, waar waterstof (het lichtste element) de meerderheid is, wat neerkomt op 92% van het totaal. Hoewel waterstof op aarde relatief schaars is, kan het worden gewonnen uit hernieuwbare bronnen zoals cellulosebiomassa of uit water. Om deze reden wordt waterstof beschouwd als een onuitputtelijke brandstof.

4.- Residuen als gevolg van de reactie

• splijting: Kernsplijtingsreacties produceren onstabiele kernen die gedurende zeer lange tijd radioactiviteit uitzenden, omdat ze: halfwaardetijden (de periode die nodig is om de radioactieve emissies te halveren) die langer kunnen zijn dan 30 jaar. De productie van radioactief afval Bij kernsplijtingsreacties vormen ze een gevaar voor de menselijke gezondheid en het milieu, en daarom moeten ze op de juiste manier worden beheerd en opgeslagen.
• Fusie: Kernfusiereacties produceren geen radioactief afval, daarom wordt het als schone energie beschouwd, omdat het reacties zijn die ze produceren geen vervuilende reststoffen. In het geval van de proton-protonfusiereactie, een van de meest voorkomende fusiereacties, is het verkregen product een edelgas, helium. Helium is een element, zeer weinig reactief en vormt geen enkel gevaar voor de menselijke gezondheid en het milieu.

5.- Energie verkrijgen op commercieel niveau

• Splijting: momenteel is het het enige type kernreactie dat beschikt over de nodige techniek om commercieel te worden geëxploiteerd. Alle kerncentrales gebruiken kernsplijtingsreacties.
• Fusie: vandaag, we hebben nog niet de benodigde technologie elektrische energie te verkrijgen door middel van kernfusie. De belangrijkste technische moeilijkheid is de hoge temperatuur die nodig is om de reactie te starten, aangezien, We hebben geen materiaal dat bestand is tegen deze temperaturen en waarbij het mogelijk is om de reactie te beperken.