ฟิชชันกับ ฟิวชั่น: Definiton ความแตกต่างและความคล้ายคลึงกัน

ฟิชชันและฟิวชันเป็นสองวิธีในการปลดปล่อยพลังงานจากนิวเคลียสของอะตอมผ่านปฏิกิริยานิวเคลียร์ ความแตกต่างระหว่างสิ่งเหล่านี้อยู่ในกระบวนการ: อะตอมหนึ่งหลอมรวมอะตอมที่มีนิวเคลียสที่เล็กกว่าเข้าด้วยกันโดยการหลอมรวมเข้าด้วยกันในขณะที่อีกอะตอมแยกออกเป็นผลิตภัณฑ์จากฟิชชัน ไม่ว่าในกรณีใด ปริมาณพลังงานที่เกี่ยวข้องนั้นมาก มากกว่าจากแหล่งพลังงานอื่นหลายล้านเท่า ซึ่งกระบวนการนิวเคลียร์เหล่านี้จะเกิดขึ้นในสภาวะเฉพาะเท่านั้น

เป็นคำกริยา ฟิวส์มีความหมายเหมือนกันกับ "รวมกัน" หรือ "ผสมผสาน" ตามมาด้วยว่าในกระบวนการหลอมรวมนิวเคลียส นิวเคลียสแสงสองตัว หลอมรวมกัน เพื่อสร้างนิวเคลียสที่หนักขึ้น ตัวอย่างเช่น ไฮโดรเจนสองอะตอมสามารถหลอมรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างดิวเทอเรียมหนึ่งตัว

พลังงานสูงมาก มักจะอยู่ในรูปของความร้อนสูงที่สร้างอุณหภูมิที่สูงมาก และต้องใช้แรงดันในการเกลี้ยกล่อมสอง นิวเคลียสขั้วบวกอย่างแรงที่ปกติจะผลักเข้าไปในพื้นที่ใกล้พอที่จะเกิดการหลอมรวม โดยปล่อยพลังงานนิวเคลียร์ออกมาใน กระบวนการ.

เป็นผลให้กระบวนการนี้เกิดขึ้นเฉพาะภายในดาวฤกษ์เช่นดวงอาทิตย์ซึ่งมีเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันตามธรรมชาติอยู่ในแกนของพวกมัน มนุษยชาติสามารถสร้างเงื่อนไขสำหรับนิวเคลียร์ฟิวชันได้ชั่วคราว เช่น กับระเบิดไฮโดรเจน แต่ การรักษาอุณหภูมิที่สูงเช่นนี้ไว้ซึ่งจำเป็นสำหรับการควบคุมปฏิกิริยาต่อเนื่องเพื่อใช้เป็นแหล่งพลังงานยังไม่ถึง เป็นไปได้

เมื่อนิวเคลียร์ฟิวชันเริ่มต้นขึ้น ก็สามารถดำเนินต่อไปได้ด้วยตนเอง ปฏิกิริยาลูกโซ่. นี่เป็นเพราะอะตอมที่มีขนาดเล็กกว่าที่มีมวลสูงถึงเหล็กในตารางธาตุจะให้พลังงานเมื่อหลอมรวมมากกว่าที่จำเป็นในการหลอมรวมเข้าด้วยกัน (ปฏิกิริยาคายความร้อน) ด้วยเหตุนี้ นิวเคลียร์ฟิวชันจึงเป็นกระบวนการที่ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ปล่อยพลังงานออกมา

ฟิชชัน (Fission) ซึ่งสามารถนิยามได้ว่าเป็นการแยกบางสิ่งออกเป็นส่วนๆ คือ ตรงข้ามกับฟิวชั่น.

ในการแตกตัวของนิวเคลียส นิวเคลียสหนักแตกออกเป็นนิวเคลียสที่เบากว่า การแตกร้าวเกิดขึ้นเมื่อนิวตรอนชนกับนิวเคลียสหนัก ทำให้เกิดผลพลอยได้ของกัมมันตภาพรังสีและไม่เสถียร พร้อมด้วยนิวตรอนจำนวนมากขึ้น ซึ่งจะสลายตัวต่อไปในปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์

พลังงานที่ปล่อยออกมาจากการแตกตัวของนิวเคลียร์มีประสิทธิภาพมากกว่าพลังงานที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้ถ่านหินในปริมาณที่เท่ากันหลายล้านเท่า ซึ่งแตกต่างจากปฏิกิริยาฟิวชัน ปฏิกิริยาฟิชชันค่อนข้างง่ายในการเริ่มต้นและควบคุมภายในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ทำให้เป็นแหล่งพลังงานที่แพร่หลาย

• เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์: วิศวกรมักใช้พลูโทเนียมหรือยูเรเนียมเพื่อเริ่มต้นa ปฏิกิริยาฟิชชัน, ควบคุมอัตราด้วยน้ำและแท่งของวัสดุที่ไม่ทำปฏิกิริยาที่ดูดซับนิวตรอนอิสระ พลังงานที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาฟิชชันจะทำให้น้ำร้อน และไอน้ำที่ได้จะเปลี่ยนเป็นกังหันที่ผลิตไฟฟ้าสำหรับมนุษย์

• ระเบิดปรมาณู: ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน เกิดขึ้นในระเบิดปรมาณู ไม่เหมือนกับในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ปฏิกิริยาไม่ได้ถูกควบคุม ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่อย่างรวดเร็วซึ่งส่งผลให้มีการปล่อยพลังงานอย่างไม่น่าเชื่อในครั้งเดียว วิธีเดียวที่มนุษย์บนโลกสามารถสร้างเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการหลอมรวม อุณหภูมิที่เหมาะสมกับมวลที่เพียงพอซึ่งถูกกระแทกเข้าด้วยกันที่ความดันสูงพอ คือการเริ่มต้นการแตกตัวด้วยระเบิด

• การสลายตัวของสารกัมมันตรังสี: นิวเคลียร์ ยังเกิดขึ้นในการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีเมื่อองค์ประกอบปล่อยพลังงานออกมาในรูปของอนุภาคตามธรรมชาติ ครึ่งชีวิตของการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีหรือเวลาที่ครึ่งหนึ่งของนิวเคลียสกัมมันตภาพรังสีในตัวอย่างจะสลายตัว ขึ้นอยู่กับความเสถียรโดยรวมของนิวเคลียส สารกัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติบนโลกมักเกิดปฏิกิริยาฟิชชันในลักษณะนี้

• แก่นแท้ของดวงดาว: ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน เกิดขึ้นตามธรรมชาติภายใต้อุณหภูมิและความดันที่รุนแรงภายในดาวฤกษ์ นี่คือพื้นฐานของพลังงานส่วนใหญ่ที่ดวงดาวปล่อยออกมา

• ฟิวชั่นเย็น: วิธีสมมุติในการสร้าง นิวเคลียร์ฟิวชั่น ที่ "อุณหภูมิห้อง" จึงทำให้เป็นแหล่งพลังงานที่มนุษย์สร้างขึ้นได้ ฟิวชั่นเย็นไม่เคยได้รับการพัฒนาอย่างประสบความสำเร็จ