Razlika med jedrsko fisijo in fuzijo

Jedrka fuzija in jedrka fiija ta kemijki reakciji, ki poteka v jedru atoma. Te reakcije proščajo zelo veliko količino energije. V obeh reakcijah e atomi premenijo, končni produkti pa e popolnoma razl

Razlika med jedrsko fisijo in fuzijo

Vsebina:

Glavna razlika - jedrska fisija in fuzija

Jedrska fuzija in jedrska fisija sta kemijski reakciji, ki poteka v jedru atoma. Te reakcije sproščajo zelo veliko količino energije. V obeh reakcijah se atomi spremenijo, končni produkti pa se popolnoma razlikujejo od začetnih reaktantov. Jedrska fuzija sprosti višjo energijo kot jedrska fisija. Čeprav reakcije jedrske fisije niso tako veliko najdene v okolju, se jedrska fuzija nahaja v zvezdah, kot je sonce. Glavna razlika med jedrsko fisijo in fuzijo je ta Jedrska fisija je delitev atoma na manjše delce, medtem ko je jedrska fuzija kombinacija manjših atomov, ki tvorijo velik atom.

Pokrita ključna območja

1. Kaj je jedrska fisija
      - Definicija, mehanizem, primeri
2. Kaj je jedrska fuzija
      - Definicija, mehanizem, primeri
3. Kakšna je razlika med jedrsko fisijo in fuzijo
      - Primerjava ključnih razlik

Ključni pojmi: devterij, pol-življenje, nevtronsko bombardiranje, jedrska fisija, jedrska fuzija, jedro, sevanje, radioaktivni razpad, tritij


Kaj je jedrska fisija

Jedrska fisija je delitev jedra na manjše delce. Ti manjši delci se imenujejo fragmenti. Pogosto so produkti jedrske fisije nevtroni in gama žarki. Reakcija jedrske fisije lahko sprosti veliko količino energije. Ta reakcija se lahko pojavi na dva načina.

Nevtronsko bombardiranje

To je ne-spontana reakcija, ko se velik, nestabilen izotop bombardira z visoko hitrostnimi nevtroni. Ti pospešeni nevtroni povzročijo, da izotop pade. Prvič, nevtron se združuje z jedrom izotopa. Novo jedro je bolj nestabilno; zato je podvržen reakciji fisije. Cepitev proizvede več nevtronov, ki lahko inducirajo druge izotope, da bi bili podvrženi jedrski cepitvi. Zaradi tega je verižna reakcija. To se imenuje "jedrska verižna reakcija".

Mehanizem - Binarna fisija

Jedrska fisija poteka prek posebnega mehanizma, imenovanega binarna fisija. Jedro atoma dobi sferično obliko zaradi prisotnosti jedrskih sil med subatomskimi delci (nevtroni in protoni). Ko jedro zajame pospešen nevtron, se sferična oblika jedra deformira. To povzroči nastanek oblike z dvema krpama. Ta tvorba delcev povzroči, da se subatomski delci ločijo drug od drugega. Če je hitrost bombardiranja zadostna, se lahko obe krpici popolnoma ločita, tako da tvorita dva fragmenta, ker jedrske sile zdaj niso dovolj za skupno držanje mešičkov. Tu se sprosti zelo velika količina energije. Ta energija prihaja iz jedra, kjer se močne jedrske sile med subatomskimi delci pretvorijo v energijo.


Slika 01: Faze binarne cepitve jedra. Pri tem se šteje, da sta oba fragmenta enake velikosti. Vendar je en izdelek dejansko manjši od drugega izdelka.

Radioaktivni razpad

To je spontan proces. Nestabilni izotopi so podvrženi radioaktivnemu razpadu. V tem procesu se subatomski delci jedra izotopov pretvarjajo v različne oblike, kar ima za posledico drugačen element. Izdelek je bolj stabilen in nestabilni izotopi se radioaktivno razpadajo, dokler se vsi atomi ne stabilizirajo.

V tem procesu nestabilni izotopi izgubijo energijo z sevanjem. Radioaktivni razpad lahko povzroči sevanje sestavljeno iz alfa delcev in beta delcev. Razpad radioaktivnega materiala se meri skozi izraz, imenovan "razpolovna doba". Razpolovna doba materiala je čas, ki ga ta material potrebuje, da postane polovica njegove začetne mase.


Slika 2: Reakcija jedrske fisije

Zgornja slika prikazuje reakcijo jedrske fisije, ki nastane zaradi nevtronskega bombardiranja. Nevtron se dotakne izotopa urana 235 in tvori atom urana-236. To je zelo nestabilno. Tako je razdeljena na barij-144, kripton-89 in več pospešenih nevtronov skupaj z veliko količino energije.

Kaj je jedrska fuzija?

Jedrska fuzija je kombinacija dveh manjših atomov za ustvarjanje velikega atoma, ki sprosti energijo. To se dogaja pri pogojih visoke temperature in tlaka. Včasih bo kombinacija jeder povzročila več kot en velik atom. Ko se izračuna, obstaja razlika v masi med reaktanti in produkti. Ta manjkajoča masa se pretvori v energijo. Razlika v masi nastane zaradi razlike v energiji vezave jedra.

Reakcije na jedrsko fuzijo se najpogosteje pojavljajo na soncu. Energija, ki se sprosti iz sonca, je posledica reakcij jedrske fuzije, ki se odvijajo v soncu. Jedrska vezna energija je energija, ki je potrebna za zadrževanje protonov in nevtronov skupaj v jedru. Ker so protoni pozitivno nabiti in se odbijajo, bi morala biti močna privlačna sila, ki bi jih držala skupaj. Pri drobnih jedrih je prisotno manj protonov; zato pride do manjšega odbijanja. Sile privlačnosti so tukaj višje. Vezava jeder bo zato zaradi visoke privlačnosti med dvema jedroma sproščala dodatno energijo. Toda za večje kombinacije jeder se ne sprosti nobena energija. To je zato, ker je več protonov, ki povzročajo visoko odbijanje med dvema jedroma.

Zaradi prisotnosti več protonov, ki povzročajo odbijanje med jedri, jedrska fuzija med težjimi jedri ni eksotermna. Toda zaradi visokih privlačnih sil med protoni se lažja jedra preganjajo jedrske fuzijske reakcije, ki so zelo eksotermne.


Slika 3: Reakcija jedrske fuzije na soncu

Sonce je zvezda. Proizvaja veliko količino energije v obliki toplote in svetlobe. Ta energija prihaja iz fuzijskih reakcij, ki se pojavljajo na soncu. Fuzijska reakcija vključuje fuzijo jeder Deuterija in Tritija. Končni proizvodi, ki jih ta reakcija daje, so helij, nevtroni in veliko energije.

Razlika med jedrsko fisijo in fuzijo

Opredelitev

Jedrska fisija: Jedrska fisija je razdelitev jedra na manjše delce, ki sprosti visoko količino energije.

Jedrska fuzija: Jedrska fuzija je kombinacija dveh manjših atomov, ki ustvarita energijo, ki sprosti velik atom.

Naravni pojav

Jedrska fisija: Reakcije jedrske fisije v naravi niso pogoste.

Jedrska fuzija: Reakcije na jedrsko fuzijo so pogoste pri zvezdah, kot je sonce.

Zahteve

Jedrska fisija: Reakcije jedrske fisije lahko zahtevajo hitre nevtrone.

Jedrska fuzija: Reakcije jedrske fuzije zahtevajo visoke temperature in pogoje visokega tlaka.

Proizvodnja energije

Jedrska fisija: Jedrske fisijske reakcije proizvajajo visoko energijo.

Jedrska fuzija: Jedrske fuzijske reakcije lahkih jeder proizvajajo zelo visoko energijo, medtem ko jedrske fuzijske reakcije težkih jeder ne smejo sproščati energije.

Primeri

Jedrska fisija: Neutronsko bombardiranje urana 235 in radioaktivni razpad v nestabilnih izotopih so primeri jedrske fisson.

Jedrska fuzija: Reakcije jedrske fuzije se najpogosteje pojavljajo kot zlitje med devterijem in tritijem.

Zaključek

Reakcije jedrske fisije in jedrske fuzije se pojavijo, ko se jedro atoma spremeni spontano ali ne-spontano. Te reakcije povzročajo ustvarjanje novih elementov in ne začetnega elementa. Razlika med jedrsko fisijo in fuzijo je, da je jedrska fisija delitev atoma na manjše delce, medtem ko je jedrska fuzija kombinacija manjših atomov, ki tvorijo velik atom.

Reference:

1. "Jedrska fuzija." Wikipedia. Fundacija Wikimedia, 28. julij 2017. Splet.