Fisyon ve füzyon, nükleer reaksiyon yoluyla atom çekirdeğinden enerji salmanın iki yoludur. Aralarındaki fark süreçtedir: Biri daha küçük çekirdekli atomları kaynaştırarak birleştirir, diğeri ise onları fisyon ürünlerine ayırır. Her iki durumda da, ilgili enerji miktarı o kadar büyüktür ki, diğer enerji kaynaklarından milyonlarca kat daha fazladır, bu nükleer süreçler sadece belirli koşullarda gerçekleşir.
Nükleer Füzyon Nedir?
Bir fiil olarak, sigorta "birleştirmek" veya "karıştırmak" ile eş anlamlıdır. Bir nükleer füzyon sürecinde, iki hafif çekirdek kaynaşmak Daha ağır bir çekirdek oluşturmak için. Örneğin, iki hidrojen atomu bir döteryum oluşturmak için bir araya gelebilir.
Muazzam derecede yüksek enerji, genellikle çok yüksek sıcaklıklar yaratan aşırı ısı şeklindedir ve iki koaksiyel için basınç gerekir. Normalde füzyonun gerçekleşmesi için yeterince yakın bir alana itilecek olan güçlü pozitif çekirdekler, nükleer enerjiyi serbest bırakır. süreç.
Sonuç olarak, bu süreç sadece çekirdeğinde doğal bir füzyon reaktörü bulunan güneş gibi yıldızların içinde gerçekleşir. İnsanlık, örneğin bir hidrojen bombası ile nükleer füzyon için koşulları geçici olarak yaratabilir, ancak Kontrollü, devam eden bir reaksiyonun bir enerji kaynağı olarak kullanılması için gerekli olan bu kadar yüksek sıcaklıkları sürdürmek henüz mümkün değildir. mümkün.
Ancak nükleer füzyon bir kez başladığında, kendi kendini idame ettiren bir şekilde devam edebilir. zincirleme tepki. Bunun nedeni, periyodik tablodaki demirinki kadar kütleye sahip daha küçük atomların, kaynaştıklarında, onları bir araya getirmek için gerekenden daha fazla enerji vermeleridir (ekzotermik bir reaksiyon). Bu nedenle, nükleer füzyon, çoğu yıldızın enerji yaydığı süreçtir.
Nükleer Fisyon Nedir?
Bir şeyi parçalara ayırma eylemi olarak tanımlanabilecek fisyon, füzyonun tersi.
Nükleer fisyonda, ağır bir çekirdek daha hafif çekirdeklere ayrılır. Kırılma, bir nötron ağır bir çekirdeğe çarparak çok radyoaktif ve kararsız yan ürünler ve nükleer zincir reaksiyonunda parçalanmaya devam eden daha fazla nötron yarattığında meydana gelir.
Nükleer fisyondan salınan enerji, eşdeğer bir kömür kütlesinin yakılmasından salınan enerjiden milyonlarca kat daha verimlidir. Füzyon reaksiyonlarının aksine, fisyon reaksiyonlarının nükleer reaktörlerin içinde başlatılması ve kontrol edilmesi nispeten kolaydır, bu da onları yaygın bir enerji kaynağı haline getirir.
Fisyon ve Füzyon Örnekleri
- Nükleer reaktörler: Mühendisler, bir nükleer enerjiye başlamak için tipik olarak plütonyum veya uranyum kullanırlar. fisyon reaksiyonu, serbest nötronları emen reaktif olmayan malzeme çubukları ve su ile hızın kontrol edilmesi. Fisyon reaksiyonlarında açığa çıkan enerji suyu ısıtır ve ortaya çıkan buhar, insan kullanımı için elektrik üreten türbinleri döndürür.
- Atom bombaları: Nükleer fisyon reaksiyonları atom bombalarında meydana gelir. Bir nükleer santralden farklı olarak, reaksiyon kontrol edilmez, bu da bir kerede inanılmaz enerjilerin serbest bırakılmasıyla sonuçlanan hızlı bir zincirleme reaksiyona izin verir. Yeryüzündeki insanların füzyon için gerekli koşulları yaratmasının tek yolu, yeterli kütlenin yeterince yüksek basınçta parçalanmasıyla doğru sıcaklık, bir bomba ile fisyon başlatmaktır.
- Radyoaktif bozunma: nükleer fisyon ayrıca bir element kendiliğinden parçacıklar şeklinde enerji yaydığında radyoaktif bozunmada da meydana gelir. Radyoaktif bozunmanın yarı ömrü veya örnekteki radyoaktif çekirdeklerin yarısının parçalanma süresi, çekirdeğin genel kararlılığına bağlıdır. Yeryüzünde doğal olarak bulunan radyoaktif maddeler sürekli olarak bu şekilde fisyon reaksiyonlarına girer.
- Yıldızların özü: Nükleer füzyon reaksiyonları bir yıldızın içindeki yoğun sıcaklık ve basınç altında doğal olarak meydana gelir. Bu, yıldızların yaydığı çoğu enerjinin temelidir.
- Soğuk füzyon: Oluşturmanın varsayımsal bir yolu nükleer füzyon "oda sıcaklıklarında", dolayısıyla onu insan yapımı bir enerji kaynağı haline getiren soğuk füzyon hiçbir zaman başarılı bir şekilde geliştirilmemiştir.