განხეთქილება და შერწყმა არის ატომური ბირთვიდან ენერგიის გამოყოფის ორი გზა ბირთვული რეაქციის საშუალებით. მათ შორის განსხვავება ამ პროცესშია: ერთი აერთიანებს მცირე ზომის ბირთვების მქონე ატომებს მათი შერწყმით, ხოლო მეორე მათ დაშლის პროდუქტებად. ორივე შემთხვევაში, ჩართული ენერგიის რაოდენობა იმდენად დიდია, მილიონჯერ მეტი, ვიდრე ენერგიის სხვა წყაროებიდან, რომ ეს ბირთვული პროცესები მხოლოდ კონკრეტულ პირობებში ხდება.
რა არის ბირთვული შერწყმა?
როგორც ზმნა, დაუკრავენ სინონიმია "აერთიანებს" ან "ნაზავია". აქედან გამომდინარეობს, რომ ბირთვული შერწყმის პროცესში ორი მსუბუქი ბირთვია დაუკრავენ ერთად შექმნას უფრო მძიმე ბირთვი. მაგალითად, წყალბადის ორ ატომს შეუძლია შერწყმა და წარმოქმნას ერთი დეიტერიუმი.
უზომოდ მაღალი ენერგია, ჩვეულებრივ ექსტრემალური სითბოს სახით, რომელიც ქმნის ძალიან მაღალ ტემპერატურას და საჭიროა წნევა ორი კოაქსისთვის მკაცრად პოზიტიური ბირთვები, რომლებიც ჩვეულებრივ მოგერიდებათ საკმარისად ახლო სივრცეში შერწყმისთვის, ბირთვული ენერგიის გამოყოფით პროცესი
შედეგად, ეს პროცესი ხდება მხოლოდ ვარსკვლავებში, როგორიცაა მზე, რომელთაც ბირთვებში აქვთ ბუნებრივი შერწყმის რეაქტორი. კაცობრიობას შეუძლია დროებით შექმნას პირობები ბირთვული შერწყმისთვის, მაგალითად წყალბადის ბომბი, მაგრამ ისეთი მაღალი ტემპერატურის შენარჩუნება, რომელიც საჭიროა კონტროლირებადი, მუდმივი რეაქციისთვის ენერგიის წყაროდ გამოსაყენებლად შესაძლებელია
ბირთვული შერწყმის დაწყებისთანავე, ის შეიძლება გაგრძელდეს თვითგამორკვევით ჯაჭვური რეაქცია. ეს იმიტომ ხდება, რომ პატარა ატომები, რომლებსაც მასები აქვთ პერიოდულ მაგიდაზე რკინაზე, უფრო მძაფრ ენერგიას გამოიმუშავებენ, ვიდრე მათი შერწყმაა საჭირო (ეგზოთერმული რეაქცია). როგორც ასეთი, ბირთვული შერწყმა არის პროცესი, რომლის დროსაც ვარსკვლავების უმეტესობა გამოყოფს ენერგიას.
რა არის ბირთვული განხეთქილება?
განხეთქილება, რომელიც შეიძლება განისაზღვროს, როგორც რაღაცის ნაწილებად დაყოფის აქტი, არის შერწყმის საპირისპირო.
ბირთვული გახლეჩის დროს მძიმე ბირთვი იშლება უფრო მსუბუქ ბირთვებად. მოტეხილობა ხდება მაშინ, როდესაც ნეიტრონი იჭრება მძიმე ბირთვში, ქმნის ძალიან რადიოაქტიურ და არასტაბილურ ქვეპროდუქტებს, მეტ ნეიტრონთან ერთად, რომლებიც აგრძელებენ ნგრევას ბირთვული ჯაჭვური რეაქციის დროს.
ბირთვული გახლეჩისგან გამოყოფილი ენერგია მილიონჯერ უფრო ეფექტურია, ვიდრე გათავისუფლებულია ნახშირის ეკვივალენტური მასის დაწვისგან. შერწყმის რეაქციებისგან განსხვავებით, განხეთქილების რეაქციები შედარებით ადვილად იწყება და კონტროლდება ბირთვული რეაქტორების შიგნით, რაც მათ ენერგიის ფართო წყაროდ აქცევს.
დაშლისა და შერწყმის მაგალითები
- ბირთვული რეაქტორები: ინჟინრები ჩვეულებრივ იყენებენ პლუტონიუმს ან ურანს ა გახლეჩის რეაქცია, აკონტროლებენ სიჩქარეს წყლისა და არარეაქტიული მასალის ჯოხებით, რომლებიც ითვისებენ თავისუფალ ნეიტრონებს. განხეთქილების რეაქციებში გამოყოფილი ენერგია ათბობს წყალს და შედეგად წარმოქმნილი ორთქლი ატრიალებს ტურბინებს, რომლებიც წარმოქმნიან ელექტროენერგიას ადამიანის გამოყენებისთვის.
- ატომური ბომბები: ბირთვული გახლეჩის რეაქციები გვხვდება ატომურ ბომბებში. ბირთვული ელექტროსადგურისგან განსხვავებით, რეაქცია არ კონტროლდება, რაც საშუალებას იძლევა სწრაფი ჯაჭვური რეაქცია მოხდეს, რის შედეგადაც წარმოუდგენელი ენერგიები ერთდროულად გამოიყოფა. დედამიწაზე ერთადერთი გზა, რომელსაც შეუძლია შექმნას პირობები შერწყმისთვის, საკმარისი ტემპერატურა საკმარისი მასით, საკმარისად მაღალ წნევაზე განადგურებული, არის ბომბით განხეთქილების დაწყება.
- რადიოაქტიური დაშლა: Ბირთვული დაშლა ასევე ხდება რადიოაქტიური დაშლის დროს, როდესაც ელემენტი სპონტანურად ასხივებს ენერგიას ნაწილაკების სახით. რადიოაქტიური დაშლის ნახევრადგამოყოფის პერიოდი, ან მაგალითად რადიოაქტიური ბირთვების ნახევრის დაშლის დრო, დამოკიდებულია ბირთვის მთლიან სტაბილურობაზე. ბუნებრივად არსებული რადიოაქტიური მასალა დედამიწაზე მუდმივად განიცდის გაფუჭების რეაქციებს ამ გზით.
- ვარსკვლავების ბირთვი: ბირთვული შერწყმის რეაქციები ბუნებრივად ხდება ინტენსიური ტემპერატურისა და ზეწოლის ქვეშ ვარსკვლავის შიგნით. ეს არის ყველაზე მეტი ენერგიის საფუძველი, რომელსაც ვარსკვლავები გასცემენ.
- ცივი შერწყმა: შექმნის ჰიპოთეტური გზა ბირთვული fusion "ოთახის ტემპერატურაზე", რაც მას სიცოცხლისუნარიანი ენერგიის წყაროდ აქცევს, ცივი შერწყმა წარმატებით არასდროს შემუშავებულა.
