Koje su sličnosti između nuklearne fisije i fuzije?

Sjedinjene Države prvi su put izgradile nuklearni fisioni reaktor 1942. godine, a prve fisione bombe upotrijebile su 1945. godine. Bilo je to 1952. godine da je američka vlada testirala prvu fuzijsku bombu, ali fuzijski reaktori od svibnja 2011. još uvijek su nepraktični. Unatoč različitim pristupima proizvodnji energije koje slijede znanstvenici za fuziju i fisiju, procesi dijele neke zajedničke značajke.

I nuklearna fuzija i nuklearna fisija koriste energiju pohranjenu u atomskim česticama u procesu proizvodnje energije. Atom se sastoji od središnje jezgre i elektrona koji se kreću oko vanjske strane jezgre. Svi elementi imaju protonske čestice u jezgri, a elektroni, koji su znatno manje čestice, vani. Svi elementi osim vodika sadrže u jezgri čestice poznate kao neutroni, koje imaju približno jednaku masu kao i protoni.

Te se čestice koriste električnim nabojem i drugim silama kako bi se zalijepile kao atom, osim ako energija ulazi iz drugog izvor, u tom slučaju se atomi mogu raspasti, u slučaju nuklearne fisije, ili se spojiti, u slučaju nuklearne fuzije. Kad se atom tijekom nuklearne reakcije promijeni, oslobađa energiju koju je prethodno koristio da drži čestice na okupu ili ih razdvoji.

I fisija i fuzija su procesi kojima je cilj proizvoditi energiju, koju elektrane onda mogu pretvoriti u električnu energiju za napajanje domova i poduzeća. To je energija koju atom oslobađa dok se mijenja u drugačiji oblik koji elektrane beru. Od svibnja 2011. godine, energetska učinkovitost fuzijskih reakcija, kojima je potrebna velika količina početne energije za pokretanje reakcije, nije dovoljna da bi postala održiva opcija proizvodnje energije.

I reakcije fuzije i cijepanja prikladne su za izradu nuklearnih bombi. Atomske bombe iz Drugog svjetskog rata bile su fisione bombe, iako je fuzijska bomba, poznata i kao vodikova bomba, testirana tek desetljeće ili dva kasnije.

I fisija i fuzija mogu se dogoditi prirodno. Sunce, izvor topline i svjetlosne energije za planet, odaje energiju proizvedenu reakcijama fuzije između svjetlosnih elemenata poput vodika i helija. To je moguće samo zato što sunčeva jezgra ima visoke temperature i visoke pritiske, koji daju početnu energiju za reakciju fuzije. Reakcije cijepanja danas se ne događaju prirodno, već prema Nacionalnom laboratoriju Lawrence Berkeley sa Sveučilišta Kalifornije, prije otprilike 2 milijarde godina, mjesto u današnjoj zapadnoj Africi bilo je mjesto fisije koja se prirodno javlja reaktor.