Kādas ir kodola dalīšanās un kodolsintēzes līdzības?

ASV pirmo reizi kodolsintēzes reaktoru uzcēla 1942. gadā, bet pirmās skaldīšanas bumbas izmantoja 1945. gadā. Tieši 1952. gadā ASV valdība izmēģināja pirmo kodolsintēzes bumbu, taču kodolsintēzes reaktori, sākot ar 2011. gada maiju, joprojām nav praktiski. Neskatoties uz atšķirīgo pieeju enerģijas ražošanai, kuru ievēro kodolsintēzes un skaldīšanas zinātnieki, procesiem ir kopīgas iezīmes.

Gan kodolsintēze, gan kodolsintēze enerģijas ražošanā izmanto atomu daļiņās uzkrāto enerģiju. Atoms sastāv no centrālā kodola un elektroniem, kas pārvietojas ap kodola ārpusi. Visu elementu kodolā ir protonu daļiņas, un ārpusē ir elektroni, kas ir daudz mazākas daļiņas. Visos elementos, izņemot ūdeņradi, kodolā ir daļiņas, kas pazīstamas kā neitroni, kurām ir aptuveni tāda pati masa kā protoniem.

Šīs daļiņas izmanto elektrisko lādiņu un citus spēkus, lai turētos kopā kā atoms, ja vien enerģija netiek ievadīta no cita avots, tādā gadījumā atomi var sadalīties, kodola skaldīšanas gadījumā, vai savienoties kopā, kodolsintēzes gadījumā. Kad atoms mainās pats kodolreakcijas laikā, tas atbrīvo enerģiju, ko iepriekš izmantoja, lai daļiņas noturētu kopā vai noturētu atsevišķi.

Gan skaldīšana, gan kodolsintēze ir procesi, kuru mērķis ir saražot enerģiju, kuru elektrostacijas pēc tam var pārvērst par elektrisko enerģiju, lai darbinātu mājas un uzņēmumus. Tā ir enerģija, ko atoms izdala, mainoties citā formā, ko ražo spēkstacijas. Kopš 2011. gada maija kodolsintēzes reakciju energoefektivitāte, kurai reakcijas sākšanai nepieciešams liels sākotnējās enerģijas daudzums, nav pietiekama, lai padarītu to par dzīvotspējīgu enerģijas ražošanas iespēju.

Kodolbumbu izgatavošanai ir piemērotas gan kodolsintēzes, gan sadalīšanās reakcijas. Otrā pasaules kara atombumbas bija skaldīšanas bumbas, lai gan kodolsintēzes bumba, kas pazīstama arī kā ūdeņraža bumba, tika izmēģināta tikai pēc desmit vai divām vēlāk.

Gan skaldīšanās, gan saplūšana var notikt dabiski. Saule, planētas siltuma un gaismas enerģijas avots, izdala enerģiju, ko rada kodolsintēzes reakcijas starp tādiem gaismas elementiem kā ūdeņradis un hēlijs. Tas ir iespējams tikai tāpēc, ka saules kodolā ir augsta temperatūra un augsts spiediens, kas nodrošina sākuma enerģiju kodolsintēzes reakcijai. Skaldīšanās reakcijas mūsdienās nenotiek dabiski, bet saskaņā ar Lorensa Bērklija Nacionālo laboratoriju universitātē Kalifornijā, apmēram pirms 2 miljardiem gadu, vieta dabiskā Āfrikas rietumos bija dabiski sadalīšanās vieta reaktoru.