परमाणु प्रतिक्रिया के माध्यम से परमाणु नाभिक से ऊर्जा मुक्त करने के लिए विखंडन और संलयन दो तरीके हैं। उनके बीच का अंतर प्रक्रिया में है: एक छोटे नाभिक वाले परमाणुओं को आपस में मिलाता है जबकि दूसरा उन्हें विखंडन उत्पादों में तोड़ देता है। किसी भी मामले में, शामिल ऊर्जा की मात्रा इतनी बड़ी है, अन्य ऊर्जा स्रोतों की तुलना में लाखों गुना अधिक है, कि ये परमाणु प्रक्रियाएं केवल विशिष्ट परिस्थितियों में ही होती हैं।
परमाणु संलयन क्या है?
एक क्रिया के रूप में, फ्यूज "गठबंधन" या "मिश्रण" का पर्याय है। यह इस प्रकार है कि एक परमाणु संलयन प्रक्रिया में, दो प्रकाश नाभिक एक साथ फ्यूज एक भारी नाभिक बनाने के लिए। उदाहरण के लिए, दो हाइड्रोजन परमाणु एक साथ मिलकर एक ड्यूटेरियम बना सकते हैं।
अत्यधिक उच्च ऊर्जा, आमतौर पर अत्यधिक गर्मी के रूप में बहुत अधिक तापमान पैदा करती है, और दो को सहने के लिए दबाव की आवश्यकता होती है दृढ़ता से सकारात्मक नाभिक जो आम तौर पर संलयन होने के लिए पर्याप्त जगह में पीछे हटते हैं, परमाणु ऊर्जा को मुक्त करते हैं प्रक्रिया।
नतीजतन, यह प्रक्रिया केवल सूर्य जैसे सितारों के अंदर होती है जिनके कोर में एक प्राकृतिक संलयन रिएक्टर होता है। मानवता अस्थायी रूप से परमाणु संलयन के लिए स्थितियां बना सकती है, उदाहरण के लिए हाइड्रोजन बम के साथ, लेकिन ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग करने के लिए नियंत्रित, चल रही प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक ऐसे उच्च तापमान को बनाए रखना अभी तक नहीं है संभव के।
एक बार जब परमाणु संलयन शुरू हो जाता है, तो यह आत्मनिर्भरता में जारी रह सकता है श्रृंखला अभिक्रिया. इसका कारण यह है कि आवर्त सारणी पर लोहे के द्रव्यमान वाले छोटे परमाणु अधिक ऊर्जा देते हैं जब उन्हें एक साथ फ्यूज करने की आवश्यकता होती है (एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया)। जैसे, परमाणु संलयन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा अधिकांश तारे ऊर्जा छोड़ते हैं।
परमाणु विखंडन क्या है?
विखंडन, जिसे किसी चीज को भागों में विभाजित करने की क्रिया के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, वह है संलयन के विपरीत.
नाभिकीय विखंडन में, एक भारी नाभिक हल्के नाभिक में टूट जाता है। टूटना तब होता है जब एक न्यूट्रॉन एक भारी नाभिक से टकराता है, जिससे बहुत अधिक रेडियोधर्मी और अस्थिर उपोत्पाद बनते हैं, साथ ही अधिक न्यूट्रॉन भी होते हैं, जो परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया में टूटते रहते हैं।
परमाणु विखंडन से निकलने वाली ऊर्जा कोयले के बराबर द्रव्यमान को जलाने से निकलने वाली ऊर्जा की तुलना में लाखों गुना अधिक कुशल होती है। संलयन प्रतिक्रियाओं के विपरीत, परमाणु रिएक्टरों के अंदर विखंडन प्रतिक्रियाएं शुरू करना और नियंत्रित करना अपेक्षाकृत आसान है, जिससे वे ऊर्जा का व्यापक स्रोत बन जाते हैं।
विखंडन और संलयन के उदाहरण
- परमाणु रिएक्टर: इंजीनियर आमतौर पर शुरू करने के लिए प्लूटोनियम या यूरेनियम का उपयोग करते हैं विखंडन प्रतिक्रिया, पानी के साथ दर को नियंत्रित करना और गैर-प्रतिक्रियाशील सामग्री की छड़ें जो मुक्त न्यूट्रॉन को अवशोषित करती हैं। विखंडन प्रतिक्रियाओं में जारी ऊर्जा पानी को गर्म करती है, और परिणामी भाप टर्बाइन को बदल देती है जो मानव उपयोग के लिए बिजली उत्पन्न करती है।
- परमाणु बम: परमाणु विखंडन प्रतिक्रियाएं परमाणु बमों में होता है। एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र के विपरीत, प्रतिक्रिया को नियंत्रित नहीं किया जाता है, जिससे एक तीव्र श्रृंखला प्रतिक्रिया की अनुमति मिलती है जिसके परिणामस्वरूप अविश्वसनीय ऊर्जा एक ही बार में निकलती है। जिस तरह से पृथ्वी पर मनुष्य संलयन के लिए आवश्यक परिस्थितियों का निर्माण कर सकते हैं, एक बम के साथ विखंडन की शुरुआत करके पर्याप्त द्रव्यमान के साथ सही तापमान को एक साथ तोड़ दिया जाता है।
- रेडियोधर्मी क्षय: परमाणु विखंडन रेडियोधर्मी क्षय में भी होता है, जब कोई तत्व अनायास ही कणों के रूप में ऊर्जा का उत्सर्जन करता है। रेडियोधर्मी क्षय का आधा जीवन, या आधे रेडियोधर्मी नाभिक के टूटने का समय, नाभिक की समग्र स्थिरता पर निर्भर करता है। पृथ्वी पर प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले रेडियोधर्मी पदार्थ लगातार इस तरह विखंडन प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं।
- सितारों का मूल: परमाणु संलयन प्रतिक्रियाएं एक तारे के अंदर तीव्र तापमान और दबाव में स्वाभाविक रूप से होता है। यह अधिकांश ऊर्जा का आधार है जो तारे देते हैं।
- शीत संलयन: बनाने का एक काल्पनिक तरीका परमाणु संलयन "कमरे के तापमान" पर, इस प्रकार इसे एक व्यवहार्य मानव निर्मित ऊर्जा स्रोत बनाते हुए, शीत संलयन कभी भी सफलतापूर्वक विकसित नहीं हुआ है।