5 ความแตกต่างระหว่าง FISSION และ FUSION นิวเคลียร์

เคมีคลาสสิกถือได้ว่า อะตอม มันเป็นหน่วยของสสารที่เล็กที่สุดและแบ่งแยกไม่ได้ ปฏิกิริยาเคมีคือปฏิกิริยาที่อะตอมที่ประกอบกันเป็นโมเลกุลรวมตัวกันใหม่เพื่อก่อให้เกิดโมเลกุลใหม่อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของสิ่งเหล่านี้ในตอนแรก อย่างไรก็ตาม อะตอมสามารถสร้างปฏิสัมพันธ์ที่เกี่ยวข้องกับอนุภาคที่ประกอบเป็นนิวเคลียสได้ สิ่งเหล่านี้เรียกว่าปฏิกิริยานิวเคลียร์

ในบทเรียนนี้จากครู เราจะค้นพบว่าปฏิกิริยานิวเคลียร์มีกี่ประเภท และอะไรคือ ความแตกต่างระหว่างฟิชชันกับนิวเคลียร์ฟิวชัน.

ทั้งฟิชชันและนิวเคลียสฟิวชันคือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์. เหล่านี้เป็นกระบวนการที่นิวเคลียสของอะตอมหรือนิวเคลียสของอะตอมและอนุภาคของอะตอมมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ง่ายที่สุดและเป็นคนแรกที่ค้นพบคือ กัมมันตภาพรังสีซึ่งประกอบด้วยการสลายตัวที่เกิดขึ้นเองของนิวเคลียสอะตอมที่ไม่เสถียรให้กลายเป็นนิวเคลียสที่ง่ายกว่าซึ่งมีความเสถียรมากกว่าและพลังงานต่ำกว่า ปฏิกิริยาการสลายตัวนี้จะปล่อยพลังงานออกมาในรูปของรังสี

ปฏิกิริยานิวเคลียร์ประเภทที่เหลือ โดยทั่วไปแล้ว นิวเคลียสหรืออนุภาคสองตัวที่ทำปฏิกิริยาเพื่อก่อให้เกิดผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยา เพื่อให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ a

พลังงานกระตุ้น. ปฏิกิริยานิวเคลียร์ปล่อยพลังงานในรูปของพลังงานจลน์ (พลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหว) จาก อะตอม ผลคูณของปฏิกิริยาและบางครั้งปล่อยรังสีแกมมา (รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังงานสูง)

ความหมายของนิวเคลียร์ฟิวชั่น

นิวเคลียสฟิวชันเป็นประเภทของปฏิกิริยาที่ reaction แกนเบาสองแกนหลอมรวมกันเป็นแกนที่หนักกว่าแต่มีมวลน้อยกว่าผลรวมของมวลของนิวเคลียสทั้งสองที่มันก่อตัวขึ้นเล็กน้อย ความแตกต่างระหว่างมวลสุดท้ายและมวลเริ่มต้นนี้จะให้ออกมาในรูปของพลังงานตามปฏิกิริยา: E = m · c².

นิยามของนิวเคลียร์ฟิชชัน

นิวเคลียร์ฟิชชันเป็นปฏิกิริยาตรงกันข้ามกับการหลอมรวม เป็นปฏิกิริยาที่ แกนหนัก, ถูกถล่มด้วยอนุภาค แตกตัวทำให้เกิดแกนที่เบากว่า ยังสร้างผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ของปฏิกิริยาเช่นอนุภาคย่อยและรังสีแกมมา

เมื่อคุณทราบความหมายแล้ว มาดำดิ่งลงไปเพื่อค้นหาความแตกต่างระหว่างฟิชชันและนิวเคลียร์ฟิวชันกัน มีห้าประเด็นหลักและที่นี่เราสรุปพวกเขา

1.- นี่เป็นปฏิกิริยาตรงกันข้าม

ตามที่เราได้แสดงความคิดเห็นไว้ในส่วนก่อนหน้านี้ ฟิวชั่นและฟิชชัน เป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ตรงกันข้ามสองประการ เนื่องจากในการหลอมรวมนิวเคลียสของแสงจะหลอมรวมเป็นนิวเคลียสที่หนักกว่าและในนิวเคลียสฟิชชันของธาตุหนักจะสลายตัวเป็นนิวเคลียสที่เบากว่า

2.- พลังงานการเปิดใช้งาน

• ฟิชชัน: ในกรณีของปฏิกิริยาฟิชชัน พลังงานกระตุ้นจะขึ้นอยู่กับขนาดของนิวเคลียส ในกรณีของนิวเคลียสหนัก ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ในกรณีของนิวเคลียสที่เบากว่า ปฏิกิริยาจะต้องถูกเหนี่ยวนำโดยการทิ้งระเบิดนิวเคลียสด้วยอนุภาคพลังงานต่ำ ดังนั้นในกรณีของนิวเคลียร์ฟิชชัน ปริมาณพลังงานที่จำเป็นในการเริ่มปฏิกิริยามีน้อยมากหรือไม่มีเลย
• ฟิวชั่น: ในกรณีของนิวเคลียร์ฟิวชัน ต้องการพลังงานจำนวนมากเพื่อกระตุ้นปฏิกิริยา ในการเริ่มปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน จำเป็นต้องเพิ่มอุณหภูมิของเชื้อเพลิงเป็น 100 ล้าน ºC เพื่อให้ อะตอมของเชื้อเพลิงเคลื่อนที่ไปยังสถานะพลาสมา (สถานะที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระโดยไม่ขึ้นกับนิวเคลียส อะตอม) สภาพประเภทนี้เป็นสภาวะที่เกิดขึ้นภายในดาวฤกษ์ ซึ่งเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน

3.- ความอุดมสมบูรณ์ของเชื้อเพลิง

• ฟิชชัน: ปฏิกิริยานิวเคลียร์เหล่านี้ต้องการอะตอมหนัก เช่น ยูเรเนียม ทอเรียม หรือพลูโทเนียมเป็นเชื้อเพลิง องค์ประกอบหนักคือ อุดมสมบูรณ์น้อยที่สุดในจักรวาล และพวกเขาคือ ในสัดส่วนเล็กน้อยในเปลือกโลก. นอกจากนี้ ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีของธาตุหนักเหล่านี้ยังพบได้ในธรรมชาติผสมกับไอโซโทปที่ไม่ใช่กัมมันตภาพรังสีอื่นๆ หรือเป็นส่วนหนึ่งของแร่ธาตุ
• ฟิวชั่น: อะตอมของแสงที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันคือ อุดมสมบูรณ์ที่สุดในจักรวาลโดยที่ไฮโดรเจน (ธาตุที่เบาที่สุด) เป็นส่วนใหญ่ คิดเป็น 92% ของทั้งหมด แม้ว่าไฮโดรเจนจะค่อนข้างหายากบนโลก แต่ก็สามารถหาได้จากแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น เซลลูโลสชีวมวลหรือจากน้ำ ด้วยเหตุนี้ ไฮโดรเจนจึงถือเป็น a เชื้อเพลิงที่ไม่มีวันหมด.

4.- สารตกค้างที่เกิดจากปฏิกิริยา

• ฟิชชัน: ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันทำให้เกิดนิวเคลียสที่ไม่เสถียรซึ่งปล่อยกัมมันตภาพรังสีเป็นเวลานานมาก เนื่องจากมี ครึ่งชีวิต (ระยะเวลาที่จำเป็นในการลดการปล่อยกัมมันตภาพรังสีลงครึ่งหนึ่ง) ที่อาจนานกว่า 30 ปี การผลิตกากกัมมันตภาพรังสี ในปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน อันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม ดังนั้นจึงต้องได้รับการจัดการและจัดเก็บอย่างเหมาะสม
• ฟิวชั่น: ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันไม่ก่อให้เกิดของเสียกัมมันตภาพรังสี จึงถือเป็นพลังงานสะอาด เนื่องจากเป็นปฏิกิริยาที่ ไม่ก่อให้เกิดมลพิษตกค้าง. ในกรณีของปฏิกิริยาฟิวชันโปรตอนกับโปรตอน หนึ่งในปฏิกิริยาฟิวชันที่พบบ่อยที่สุด ผลิตภัณฑ์ที่ได้รับคือก๊าซมีตระกูล ฮีเลียม ฮีเลียมเป็นองค์ประกอบ มีปฏิกิริยาน้อยมาก และไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม

5.- ได้รับพลังงานในระดับการค้า

• ฟิชชัน: ปัจจุบันเป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์ประเภทเดียวที่ มีเทคนิคที่จำเป็นในการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั้งหมดใช้ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน
• ฟิวชั่น: วันนี้ เรายังไม่มีเทคโนโลยีที่จำเป็น เพื่อให้ได้พลังงานไฟฟ้าจากนิวเคลียร์ฟิวชัน ปัญหาทางเทคนิคหลักคืออุณหภูมิสูงที่จำเป็นในการเริ่มปฏิกิริยาตั้งแต่ เราไม่มีวัสดุใดๆ ที่สามารถทนต่ออุณหภูมิเหล่านี้และในกรณีที่สามารถจำกัดปฏิกิริยาได้