5 РАЗЛИЧИЙ МЕЖДУ ДЕЛЕНИЕМ И ЯДЕРНЫМ СИНТЕЗОМ

Классическая химия утверждает, что атом это мельчайшая и неделимая единица материи. Химические реакции - это реакции, в которых атомы, составляющие молекулы, рекомбинируют с образованием новых молекул в результате взаимодействия тех, которые изначально присутствовали. Однако атомы могут устанавливать взаимодействия с участием частиц, составляющих их ядра. Это так называемые ядерные реакции.

В этом уроке от УЧИТЕЛЯ мы узнаем, какие типы ядерных реакций и какие различия между делением и ядерным синтезом.

И деление, и ядерный синтез являются ядерные реакции. Это процессы, в которых атомные ядра или атомные ядра и субатомные частицы взаимодействуют друг с другом. Самая простая ядерная реакция, обнаруженная первой, - это радиоактивность, который состоит из спонтанного распада нестабильного атомного ядра на более простое, с большей стабильностью и меньшей энергией. Эта реакция разложения высвобождает энергию в виде излучения.

Остальные типы ядерных реакций, как правило, представляют собой два ядра или частицы, которые реагируют с образованием продуктов реакции. Чтобы произошла ядерная реакция, необходимо

энергия активации. Ядерные реакции высвобождают энергию в виде кинетической энергии (энергии, связанной с движением) из атомы продукт реакции, а иногда и испускание гамма-лучей (электромагнитное излучение высокой энергии).

Определение ядерного синтеза

Как следует из названия, ядерный синтез - это тип реакции, в которой два легких сердечника плавятся, образуя более тяжелый сердечник, но с массой, немного меньшей, чем сумма масс двух ядер, из которых она образовалась. Эта разница между конечной и начальной массой выражается в виде энергии в соответствии с реакцией: E = m · c².

Определение ядерного деления

Ядерное деление - это реакция, противоположная синтезу. Это реакция, в которой тяжелое ядро, подвергаясь бомбардировке частицами разрушается, давая начало более легким ядрам, также генерируют другие продукты реакции, такие как субатомные частицы и гамма-лучи.

Теперь, когда вы знаете значение, давайте сразу же погрузимся в поиск различий между делением и ядерным синтезом. Выделяют пять основных, и мы их суммируем.

1.- Это противоположные реакции

Как мы уже отмечали в предыдущем разделе, синтез и деление это две противоположные ядерные реакции. Поскольку при синтезе легкие ядра сливаются в более тяжелые, а при делении ядра тяжелых элементов распадаются на более легкие.

2.- Энергии активации

• Деление: В случае реакций деления энергия активации зависит от размера ядра, в случае тяжелых ядер реакция происходит самопроизвольно. В случае более легких ядер реакция должна быть вызвана бомбардировкой ядер частицами низкой энергии. Следовательно, в случае ядерного деления количество энергии, необходимое для начала реакции, очень мало или отсутствует.
• Слияние: В случае ядерного синтеза требуется большое количество энергии для активации реакции. Чтобы начать реакцию ядерного синтеза, необходимо повысить температуру топлива до 100 миллионов ºC, чтобы атомы топлива переходят в состояние плазмы (состояние, в котором электроны движутся свободно независимо от ядер атомный). Такое состояние возникает внутри звезд, где происходят реакции ядерного синтеза.

3.- Изобилие топлива

• Деление: Эти ядерные реакции требуют в качестве топлива тяжелых атомов, таких как уран, торий или плутоний. Тяжелые элементы наименее распространенный во вселенной и они в небольших количествах в земной коре. Кроме того, радиоактивные изотопы этих тяжелых элементов встречаются в природе в смеси с другими нерадиоактивными изотопами или в составе минералов.
• Слияние: Легкие атомы, участвующие в реакциях ядерного синтеза: самый распространенный во вселенной, где водород (самый легкий элемент) составляет большинство, что составляет 92% от общего количества. Хотя водорода на Земле относительно мало, его можно получить из возобновляемых источников, таких как биомасса целлюлозы, или из воды. По этой причине водород считается неисчерпаемое топливо.

4.- Остатки реакции

• Деление: В реакциях деления ядер образуются нестабильные ядра, которые излучают радиоактивность в течение очень долгих периодов времени, потому что у них есть период полураспада (период, необходимый для сокращения радиоактивных выбросов наполовину), который может превышать 30 лет. В производство радиоактивных отходов В реакциях ядерного деления они представляют опасность для здоровья человека и окружающей среды, поэтому с ними необходимо правильно обращаться и хранить.
• Слияние: В реакциях ядерного синтеза не образуются радиоактивные отходы, поэтому они считаются чистой энергией, поскольку это реакции, которые они не производят загрязняющих веществ. В случае протон-протонной реакции слияния, одной из наиболее распространенных реакций слияния, полученным продуктом является благородный газ, гелий. Гелий - это элемент с очень низкой реакционной способностью, который не представляет опасности для здоровья человека и окружающей среды.

5.- Получение энергии на коммерческом уровне

• Деление: в настоящее время это единственный тип ядерной реакции, имеет необходимую технику для коммерческого использования. Все атомные электростанции используют реакции ядерного деления.
• Fusion: сегодня, у нас пока нет необходимой техники для получения электроэнергии посредством ядерного синтеза. Основная техническая трудность - высокая температура, необходимая для начала реакции, поскольку У нас нет материала, который мог бы выдержать эти температуры и где можно было бы ограничить реакцию.