מה הדמיון בין ביקוע גרעיני למיזוג?

ארצות הברית בנתה לראשונה כור ביקוע גרעיני בשנת 1942, והשתמשה בפצצות הביקוע הראשונות בשנת 1945. זה היה בשנת 1952 שממשלת ארה"ב בדקה את פצצת ההיתוך הראשונה, אך כורי היתוך, נכון למאי 2011, עדיין אינם מעשיים. למרות הגישות השונות לייצור אנרגיה שעוקבות אחר מדעני היתוך וביקוע, התהליכים אכן חולקים כמה מאפיינים משותפים.

גם היתוך גרעיני וגם ביקוע גרעיני משתמשים באנרגיה המאוחסנת בחלקיקים אטומיים בתהליך ייצור האנרגיה. אטום מורכב מגרעין מרכזי ואלקטרונים הנעים סביב החלק החיצוני של הגרעין. לכל היסודות יש חלקיקי פרוטון בגרעין, ואלקטרונים, שהם חלקיקים קטנים בהרבה, בחוץ. כל היסודות מלבד מימן מכילים חלקיקים המכונים נויטרונים בגרעין, בעלי מסה זהה בערך לפרוטונים.

חלקיקים אלה משתמשים במטען חשמלי ובכוחות אחרים כדי להידבק כאטום, אלא אם כן מכניסים אנרגיה מאחר מקור, ובמקרה זה האטומים יכולים להתפרק, במקרה של ביקוע גרעיני, או להצטרף יחד, במקרה של היתוך גרעיני. כאשר אטום משנה את עצמו במהלך תגובה גרעינית, הוא משחרר את האנרגיה בה השתמש בעבר כדי להחזיק את החלקיקים יחד או להרחיק אותם.

גם ביקוע וגם היתוך הם תהליכים שמטרתם לייצר אנרגיה, שתחנות כוח יכולות להפוך לאנרגיה חשמלית להפעלת בתים ועסקים. זו האנרגיה שהאטום משחרר כשהוא משתנה לצורה אחרת שתחנות הכוח קוטפות. נכון למאי 2011, היעילות האנרגטית של תגובות היתוך, הזקוקה לכמות גדולה של אנרגיה ראשונית בכדי להתחיל את התגובה, אינה מספיקה בכדי להפוך אותה לאופציה קיימא לייצור אנרגיה.

הן תגובות היתוך והן ביקוע מתאימות לייצור פצצות גרעיניות. פצצות האטום של מלחמת העולם השנייה היו פצצות ביקוע, אם כי פצצת היתוך, המכונה גם פצצת המימן, נבדקה רק כעבור עשור או שניים.

גם ביקוע וגם היתוך יכולים להתרחש באופן טבעי. השמש, מקור חום ואנרגיית האור של הפלנטה, מפיצה אנרגיה המופקת מתגובות היתוך בין אלמנטים אור כמו מימן והליום. זה אפשרי רק מכיוון שבליבת השמש טמפרטורות גבוהות ולחצים גבוהים, המספקים את אנרגיית ההתחלה לתגובת היתוך. תגובות ביקוע אינן מתרחשות באופן טבעי בימינו, אך לפי המעבדה הלאומית לורנס ברקלי באוניברסיטה של קליפורניה, לפני כשני מיליארד שנה, מקום במערב אפריקה היה מקום הביקוע הטבעי כור.