ما هي أوجه التشابه بين الانشطار النووي والاندماج؟

قامت الولايات المتحدة ببناء مفاعل انشطار نووي لأول مرة في عام 1942 ، واستخدمت أول قنابل انشطارية في عام 1945. في عام 1952 ، اختبرت الحكومة الأمريكية أول قنبلة اندماجية ، لكن مفاعلات الاندماج ، اعتبارًا من مايو 2011 ، لا تزال غير عملية. على الرغم من الأساليب المختلفة لإنتاج الطاقة التي يتبعها علماء الاندماج والانشطار ، فإن العمليات تشترك في بعض السمات المشتركة.

يستخدم كل من الاندماج النووي والانشطار النووي الطاقة المخزنة في الجسيمات الذرية في عملية إنتاج الطاقة. تتكون الذرة من نواة مركزية وإلكترونات تتحرك حول النواة الخارجية. تحتوي جميع العناصر على جسيمات بروتون في النواة ، والإلكترونات ، وهي جسيمات أصغر بكثير ، في الخارج. تحتوي جميع العناصر باستثناء الهيدروجين على جسيمات تعرف بالنيوترونات في النواة ، والتي لها نفس كتلة البروتونات تقريبًا.

تستخدم هذه الجسيمات شحنة كهربائية وقوى أخرى لتلتصق ببعضها البعض كذرة ، ما لم يتم إدخال الطاقة من أخرى المصدر ، وفي هذه الحالة يمكن للذرات أن تتفكك ، في حالة الانشطار النووي ، أو تتحد معًا ، في حالة الاندماج النووي. عندما تغير ذرة نفسها أثناء تفاعل نووي ، فإنها تطلق الطاقة التي استخدمتها سابقًا لتثبيت الجسيمات معًا أو إبعادها عن بعضها.

كل من الانشطار والاندماج هما عمليتان تهدفان إلى إنتاج الطاقة ، والتي يمكن أن تتحول بعد ذلك محطات توليد الطاقة إلى طاقة كهربائية لتشغيل المنازل والشركات. إنها الطاقة التي تطلقها الذرة عندما تتغير إلى شكل مختلف تحصده محطات الطاقة. اعتبارًا من مايو 2011 ، فإن كفاءة الطاقة لتفاعلات الاندماج ، والتي تحتاج إلى كمية كبيرة من الطاقة الأولية لبدء التفاعل ، ليست كافية لجعلها خيارًا قابلاً للتطبيق لإنتاج الطاقة.

كل من تفاعلات الاندماج والانشطار مناسبة لصنع القنابل النووية. كانت القنابل الذرية في الحرب العالمية الثانية عبارة عن قنابل انشطارية ، على الرغم من أن القنبلة الاندماجية ، المعروفة أيضًا باسم القنبلة الهيدروجينية ، تم اختبارها بعد عقد أو عقدين فقط.

يمكن أن يحدث كل من الانشطار والاندماج بشكل طبيعي. تعطي الشمس ، مصدر الحرارة والطاقة الضوئية للكوكب ، الطاقة الناتجة عن تفاعلات الاندماج بين العناصر الخفيفة مثل الهيدروجين والهيليوم. هذا ممكن فقط لأن لب الشمس درجات حرارة عالية وضغوط عالية ، مما يوفر طاقة البدء لتفاعل الاندماج. لا تحدث تفاعلات الانشطار بشكل طبيعي في الوقت الحاضر ، ولكن وفقًا لمختبر لورانس بيركلي الوطني في الجامعة في ولاية كاليفورنيا ، منذ حوالي ملياري سنة ، كان موقع في ما يعرف الآن بغرب إفريقيا موقعًا لانشطارًا يحدث بشكل طبيعي مفاعل.