5 ROZDIELOV medzi FÍZIOU a jadrovou FÚZIOU

Klasická chémia to tvrdí atóm je to najmenšia a nedeliteľná jednotka hmoty. Chemické reakcie sú tie, pri ktorých sa atómy tvoriace molekuly rekombinujú a vytvárajú nové molekuly v dôsledku interakcie pôvodne prítomných molekúl. Atómy však môžu nadviazať interakcie s časticami, ktoré tvoria ich jadrá. Sú to takzvané jadrové reakcie.

V tejto lekcii UČITEĽA objavíme, aké sú typy jadrových reakcií a aké sú rozdiely medzi štiepením a jadrovou syntézou.

Štiepenie aj jadrová fúzia sú jadrové reakcie. Ide o procesy, pri ktorých vzájomne interagujú atómové jadrá alebo atómové jadrá a subatomárne častice. Najjednoduchšia jadrová reakcia a prvá objavená je rádioaktivita, ktorý spočíva v spontánnom rozklade nestabilného atómového jadra na jednoduchšie s väčšou stabilitou a nižšou energiou. Táto rozkladná reakcia uvoľňuje energiu vo forme žiarenia.

Zvyšné typy jadrových reakcií sú zvyčajne dve jadrá alebo častice, ktoré reagujú za vzniku produktov reakcie. Aby došlo k jadrovej reakcii, a aktivačná energia

. Jadrové reakcie uvoľňujú energiu vo forme kinetickej energie (energie spojenej s pohybom) z atómy produkt reakcie a niekedy aj na emisiu gama lúčov (elektromagnetické žiarenie vysokej energie).

Definícia jadrovej fúzie

Ako už z názvu vyplýva, jadrová fúzia je typ reakcie, pri ktorej dve ľahké jadrá sa spájajú a vytvárajú ťažšie jadro, ale s hmotnosťou o niečo menšou ako súčet hmotností dvoch jadier, z ktorých vznikla. Tento rozdiel medzi konečnou a počiatočnou hmotnosťou sa vydáva vo forme energie podľa reakcie: E = m · c².

Definícia jadrového štiepenia

Jadrové štiepenie je opačnou reakciou ako fúzia. Je to reakcia, pri ktorej ťažké jadrobombardovaný časticami rozpadá sa, aby vznikli ľahšie jadrá, tiež generovanie ďalších produktov reakcie, ako sú subatomárne častice a gama lúče.

Teraz, keď poznáte význam, sa ponoríme priamo k tomu, aby sme odhalili rozdiely medzi štiepením a jadrovou syntézou. Existuje päť hlavných a tu ich zhrnieme.

1. - Toto sú opačné reakcie

Ako sme už uviedli v predchádzajúcej časti, fúzia a štiepenie sú to dve protikladné jadrové reakcie. Pretože pri fúzii sa ľahké jadrá spájajú v ťažšie a vo štiepnych jadrách ťažkých prvkov sa rozkladajú na ľahšie.

2. - Aktivačné energie

• Štiepenie: V prípade štiepnych reakcií závisí aktivačná energia od veľkosti jadra, v prípade ťažkých jadier reakcia prebieha spontánne. V prípade ľahších jadier musí byť reakcia vyvolaná bombardovaním jadier nízkoenergetickými časticami. Preto v prípade jadrového štiepenia množstvo energie potrebnej na zahájenie reakcie je veľmi malé alebo vôbec neexistuje.
• Fusion: V prípade jadrovej fúzie vyžadujú veľké množstvo energie na aktiváciu reakcie. Na spustenie reakcie jadrovej fúzie je potrebné zvýšiť teplotu paliva na 100 miliónov ºC, aby teplota atómy paliva prechádzajú do stavu plazmy (stav, v ktorom sa elektróny pohybujú voľne nezávisle od jadier atómová). Tento typ stavu je ten, ktorý sa vyskytuje vo vnútri hviezd, kde prebiehajú reakcie jadrovej fúzie.

3. - hojnosť paliva

• Štiepenie: Tieto jadrové reakcie vyžadujú ako palivo ťažké atómy, ako je urán, tórium alebo plutónium. Ťažké prvky sú najmenej hojný vo vesmíre a sú v malých pomeroch v zemskej kôre. Ďalej sa rádioaktívne izotopy týchto ťažkých prvkov nachádzajú v prírode zmiešané s inými nerádioaktívnymi izotopmi alebo ako súčasť minerálov.
• Fusion: Ľahké atómy, ktoré sa podieľajú na reakciách jadrovej fúzie, sú najhojnejší vo vesmíre, kde vodík (najľahší prvok) je väčšina, čo predstavuje 92% z celkového množstva. Aj keď je vodík na Zemi pomerne vzácny, je možné ho získať z obnoviteľných zdrojov, ako je celulózová biomasa, alebo z vody. Z tohto dôvodu sa vodík považuje za a nevyčerpateľné palivo.

4.- Zvyšky po reakcii

• Štiepenie: Reakcie jadrového štiepenia vytvárajú nestabilné jadrá, ktoré veľmi dlho emitujú rádioaktivitu polčasy rozpadu (obdobie potrebné na zníženie rádioaktívnych emisií o polovicu), ktoré môžu byť dlhšie ako 30 rokov. The výroba rádioaktívneho odpadu Pri reakciách na jadrové štiepenie predstavujú nebezpečenstvo pre ľudské zdravie a životné prostredie, preto sa s nimi musí zaobchádzať a správne ich skladovať.
• Fusion: Reakcie jadrovej fúzie neprodukujú rádioaktívny odpad, preto sa považuje za čistú energiu, pretože to sú reakcie neprodukujú zvyšky znečisťovania. V prípade fúznej reakcie protón-protón, jednej z najbežnejších fúznych reakcií, je získaným produktom vzácny plyn, hélium. Hélium je prvok, ktorý je veľmi málo reaktívny a ktorý nepredstavuje žiadne nebezpečenstvo pre ľudské zdravie a životné prostredie.

5.- Získavanie energie na komerčnej úrovni

• Štiepenie: V súčasnosti je to jediný typ jadrovej reakcie má potrebnú techniku ​​na komerčné využitie. Všetky jadrové elektrárne využívajú jadrové štiepne reakcie.
• Fusion: Dnes, zatiaľ nemáme potrebnú technológiu na získanie elektrickej energie jadrovou syntézou. Hlavným technickým problémom je vysoká teplota nevyhnutná na zahájenie reakcie Nemáme žiadny materiál, ktorý by zniesol tieto teploty a bol by možné ho obmedziť.