Фисија и фузија су два начина за ослобађање енергије из атомских језгара нуклеарном реакцијом. Разлика између њих је у процесу: један спаја атоме са мањим језгрима спајајући их, док их други раздваја на производе цепања. У оба случаја, количина енергије је толико велика, милион пута више него из других извора енергије, да се ови нуклеарни процеси дешавају само у одређеним условима.
Шта је нуклеарна фузија?
Као глагол, осигурач је синоним за „комбиновати“ или „мешати“. Из тога следи да су у процесу нуклеарне фузије два лагана језгра стопити се заједно да би се формирало теже језгро. На пример, два атома водоника могу се спојити и формирати један деутеријум.
Изузетно висока енергија, обично у облику екстремне топлоте која ствара веома високе температуре, а притисак је потребан да би се наговориле две снажно позитивна језгра која би се нормално одбила у довољно близу простора за фузију, ослобађајући нуклеарну енергију у процес.
Као резултат, овај процес се дешава само унутар звезда попут сунца које у језгри имају природни фузиони реактор. Човечанство може привремено створити услове за нуклеарну фузију, на пример са водоничном бомбом, али одржавање таквих високих температура неопходних за контролисану, континуирану реакцију на употребу као извор енергије још увек није могуће.
Једном када нуклеарна фузија започне, може се наставити у самоодрживој ланчана реакција. То је зато што мањи атоми масе до масе гвожђа на периодном систему дају више енергије када се стапе него што је потребно за њихово спајање (егзотермна реакција). Као таква, нуклеарна фузија је процес којим већина звезда даје енергију.
Шта је нуклеарна фисија?
Фисија, која се може дефинисати као чин цепања нечега на делове, је супротно фузији.
У нуклеарној фисији, тешко језгро се распада на лакша језгра. До лома долази када се неутрон забије у тешко језгро, стварајући врло радиоактивне и нестабилне нуспроизводе, заједно са више неутрона, који се настављају распадати у нуклеарној ланчаној реакцији.
Енергија ослобођена нуклеарном цепањем милион пута је ефикаснија од оне која се ослобађа сагоревањем еквивалентне масе угља. За разлику од фузијских реакција, фисионе реакције је релативно лако покренути и контролисати унутар нуклеарних реактора, што их чини раширеним извором енергије.
Примери фисије и фузије
- Нуклеарни реактори: Инжењери обично користе плутонијум или уранијум да би започели а реакција цепања, контролишући брзину водом и шипкама нереактивног материјала који апсорбују слободне неутроне. Енергија ослобођена у реакцијама цепања загрева воду, а резултујућа пара претвара турбине које производе електричну енергију за људску употребу.
- Атомске бомбе: Реакције нуклеарне фисије јављају се у атомским бомбама. За разлику од нуклеарне електране, реакција се не контролише, што омогућава брзу ланчану реакцију која резултира одвођењем невероватних енергија одједном. Једини начин на који људи на Земљи могу створити услове неопходне за фузију, праву температуру са довољно масе разбијене под довољно високим притиском, јесте покретање фисије бомбом.
- Радиоактивног распада: Нуклеарна фисија такође се јавља у радиоактивном распадању, када елемент спонтано емитује енергију у облику честица. Полувреме радиоактивног распада или време разлагања половине радиоактивних језгара у узорку зависи од укупне стабилности језгра. Радиоактивни материјал који се природно јавља на Земљи непрестано подвргава реакцијама цепања на овај начин.
- Језгро звезда: Реакције нуклеарне фузије јављају се природно под интензивном температуром и притиском унутар звезде. Ово је основа већине енергије коју звезде дају.
- Хладна фузија: Хипотетичан начин стварања нуклеарна фузија на „собној температури“, што га чини одрживим извором енергије који је створио човек, хладна фузија никада није успешно развијена.