5 ВІДМІННИЦТВО між ТЕХНОЛОГІЯМИ та ЯДЕРНИМ ФУЗЕНТОМ

Класична хімія вважає це атом це найменша і неподільна одиниця речовини. Хімічні реакції - це ті реакції, при яких атоми, що входять до складу молекул, рекомбінуються, утворюючи нові молекули в результаті взаємодії спочатку присутніх. Однак атоми можуть встановлювати взаємодії за участю частинок, що складають їх ядра. Вони являють собою так звані ядерні реакції.

У цьому уроці від ВЧИТЕЛЯ ми дізнаємось, які існують типи ядерних реакцій і які бувають відмінності між діленням та ядерним синтезом.

Як ділення, так і ядерний синтез є ядерні реакції. Це процеси, в яких атомні ядра або атомні ядра та субатомні частинки взаємодіють між собою. Найпростіша ядерна реакція, і перша, яка була виявлена, - це радіоактивність, що полягає у спонтанному розкладанні нестійкого атомного ядра на більш просте з більшою стійкістю та меншою енергією. Ця реакція розкладу виділяє енергію у вигляді випромінювання.

Решта типів ядерних реакцій - це, як правило, два ядра або частинки, які реагують, створюючи продукти реакції. Щоб відбулася ядерна реакція, a

енергія активації. Ядерні реакції вивільняють енергію у вигляді кінетичної енергії (енергії, пов'язаної з рухом) з атоми продукт реакції і, іноді, на випромінювання гамма-променів (електромагнітне випромінювання високої енергії).

Визначення ядерного синтезу

Як випливає з назви, ядерний синтез - це тип реакції, при якій два легких ядра зливаються, утворюючи важче ядро, але з масою трохи меншою, ніж сума мас двох ядер, з яких воно утворилося. Ця різниця між кінцевою та початковою масою виділяється у вигляді енергії відповідно до реакції: E = m · c².

Визначення поділу ядер

Ділення ядер - це протилежна реакція на синтез. Це реакція, при якій важке ядро, бомбардується частинками руйнується, щоб породити легші ядра, також генеруючи інші продукти реакції, такі як субатомні частинки та гамма-промені.

Тепер, коли ви знаєте значення, давайте зануримось прямо, щоб виявити відмінності між поділом та ядерним синтезом. Є п’ять основних, і ми їх узагальнюємо.

1. - Це протилежні реакції

Як ми вже коментували в попередньому розділі, синтез і поділ це дві протилежні ядерні реакції. Оскільки при синтезі легкі ядра зливаються у важчі, а в ядрі ділення важкі елементи розкладаються на більш легкі.

2.- Енергії активації

• Ділення: У разі реакцій ділення енергія активації залежить від розміру ядра, у випадку важких ядер реакція відбувається спонтанно. У випадку легших ядер реакція повинна бути викликана бомбардуванням ядер низькоенергетичними частинками. Тому у випадку ядерного поділу кількість енергії, необхідної для початку реакції, дуже мала або її взагалі немає.
• Злиття: У випадку ядерного синтезу, вимагають великої кількості енергії для активації реакції. Для початку реакції ядерного синтезу необхідно підвищити температуру палива до 100 млн ºC, щоб атоми палива переходять у плазмовий стан (стан, при якому електрони вільно рухаються незалежно від ядер атомні). Цей тип стану є тим, що виникає всередині зірок, де відбуваються реакції ядерного синтезу.

3.- Рівень палива

• Ділення: Для цих ядерних реакцій в якості палива потрібні важкі атоми, такі як Уран, Торій або Плутоній. Важкі елементи є найменш багато у Всесвіті і вони є в невеликих пропорціях в земній корі. Крім того, радіоактивні ізотопи цих важких елементів зустрічаються в природі в поєднанні з іншими нерадіоактивними ізотопами або як частина мінералів.
• Злиття: Легкі атоми, які беруть участь у реакціях ядерного синтезу найпоширеніший у Всесвіті, де водень (найлегший елемент) становить більшість, що становить 92% від загальної кількості. Хоча водню на Землі досить мало, його можна отримати з відновлюваних джерел, таких як целюлозна біомаса, або з води. З цієї причини водень вважається а невичерпне паливо.

4.- Залишки в результаті реакції

• Ділення: Реакції ядерного ділення утворюють нестабільні ядра, які випромінюють радіоактивність протягом дуже тривалих періодів часу, оскільки вони є період напіввиведення (період, необхідний для зменшення радіоактивних викидів удвічі), який може бути більше 30 років. утворення радіоактивних відходів В реакціях ядерного поділу вони становлять небезпеку для здоров’я людини та навколишнього середовища, тому ними слід належним чином керувати та зберігати.
• Злиття: Реакції ядерного синтезу не утворюють радіоактивних відходів, тому це вважається чистою енергією, оскільки вони є реакціями вони не утворюють забруднюючих залишків. У разі реакції злиття протон-протон, однієї з найпоширеніших реакцій злиття, отриманим продуктом є благородний газ, гелій. Гелій - це елемент, який дуже мало реагує і який не представляє ніякої небезпеки для здоров'я людини та навколишнього середовища.

5. - Отримання енергії на комерційному рівні

• Поділ: В даний час це єдиний тип ядерної реакції має необхідну техніку для комерційної експлуатації. Усі атомні електростанції використовують реакції ядерного поділу.
• Fusion: сьогодні, ми ще не маємо необхідних технологій для отримання електричної енергії за допомогою ядерного синтезу. Основна технічна складність - висока температура, необхідна для початку реакції, оскільки У нас немає жодного матеріалу, який би витримував ці температури і де б можна було обмежити реакцію.