Jedrska fisija proti jedrski fuziji

Različni procesi, ki dajejo različne izdelke

Mark Garlick / Getty Images

Jedrska fisija in jedrska fuzija sta jedrska pojava, ki sproščata velike količine energija , vendar gre za različne procese, ki dajejo različne izdelke. Naučite se, kaj sta jedrska fisija in jedrska fuzija in kako ju lahko ločite.

Jedrska fisija

Jedrska cepitev poteka, ko an atomov jedro se razcepi na dve ali več manjših jeder. Ta manjša jedra imenujemo produkti cepitve. Običajno se sproščajo tudi delci (npr. nevtroni, fotoni, alfa delci). To je eksotermni proces sproščanje kinetične energije produktov cepitve in energije v obliki sevanja gama. Razlog za sproščanje energije je v tem, da so cepitveni produkti bolj stabilni (manj energijski) kot starševsko jedro. Fisijo lahko obravnavamo kot obliko transmutacije elementa, saj sprememba števila protonov elementa v bistvu spremeni element iz enega v drugega. Jedrska cepitev se lahko pojavi naravno, kot pri razpadu radioaktivni izotopi , ali pa se lahko pojavi v reaktorju ali orožju.

Primer jedrske cepitve :²³⁵₉₂V +¹₀n →⁹⁰₃₈Sr +¹⁴³₅₄Vozilo + 3¹₀n

Jedrska fuzija

Jedrska fuzija je proces, v katerem atomska jedra se spojijo skupaj, da tvorijo težja jedra. Izjemno visoke temperature (približno 1,5 x 10⁷°C) lahko prisili jedra skupaj, da jih lahko močna jedrska sila poveže. Ko pride do fuzije, se sprostijo velike količine energije. Morda se zdi protislovno, da se energija sprosti tako, ko se atomi razcepijo kot tudi, ko se združijo. Razlog za sproščanje energije pri fuziji je, da imata dva atoma več energije kot en sam atom. Potrebno je veliko energije, da se protoni približajo dovolj skupaj, da premagajo odboj med njimi, vendar na neki točki močna sila, ki jih veže, premaga električni odboj.

Ko se jedra združijo, se presežna energija sprosti. Tako kot cepitev lahko tudi jedrska fuzija spremeni en element v drugega. Na primer, vodikova jedra se zlijejo v zvezdah in tvorijo element helij . Fuzija se uporablja tudi za združevanje atomskih jeder, da tvorijo najnovejše elemente v periodnem sistemu. Medtem ko do fuzije pride v naravi, je v zvezdah, ne na Zemlji. Fuzija na Zemlji poteka samo v laboratorijih in orožju.

Primeri jedrske fuzije

Reakcije, ki potekajo na soncu, so primer jedrske fuzije:

¹₁H +^dva₁H →³_dvaOn

³_dvaOn +³_dvaOn →⁴_dvaOn + 2¹₁H

¹₁H +¹₁H →^dva₁H +⁰₊₁b

Razlikovanje med fisijo in fuzijo

Tako cepitev kot fuzija sproščata ogromne količine energije. Tako cepitvene kot fuzijske reakcije lahko potekajo v jedrske bombe . Torej, kako lahko ločite fisijo in fuzijo?

• Fisija razbije atomska jedra na manjše koščke. Izhodiščni elementi imajo višje atomsko število kot atomsko število produktov cepitve. Na primer, uran lahko pri cepitvi nastane stroncij in kripton .
• Fuzija združuje atomska jedra. Nastali element ima več nevtronov ali več protonov kot začetni material. Na primer, vodik in vodik se lahko zlijeta v helij.
• Cepitev se na Zemlji pojavlja naravno. Primer je spontana cepitev uran , kar se zgodi le, če je prisotnega dovolj urana v dovolj majhni prostornini (redko). Po drugi strani pa fuzija na Zemlji ne poteka naravno. Fuzija se pojavi v zvezdah.