Διαφορά μεταξύ πυρηνικής σχάσης και σύντηξης
Κύρια διαφορά – Πυρηνική σχάση εναντίον σύντηξης
Η πυρηνική σύντηξη και η πυρηνική σχάση είναι χημικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στον πυρήνα ενός ατόμου. Αυτές οι αντιδράσεις απελευθερώνουν πολύ υψηλή ποσότητα ενέργειας. Και στις δύο αντιδράσεις, τα άτομα μεταβάλλονται και τα τελικά προϊόντα θα ήταν εντελώς διαφορετικά από τα αρχικά αντιδρώντα. Η πυρηνική σύντηξη απελευθερώνει υψηλότερη ενέργεια από αυτή της πυρηνικής σχάσης. Αν και οι αντιδράσεις πυρηνικής σχάσης δεν απαντώνται τόσο πολύ στο περιβάλλον, η πυρηνική σύντηξη βρίσκεται σε αστέρια όπως ο ήλιος. Η κύρια διαφορά μεταξύ της πυρηνικής σχάσης και της σύντηξης είναι ότι πυρηνική σχάση είναι η διαίρεση ενός ατόμου σε μικρότερα σωματίδια, ενώ η πυρηνική σύντηξη είναι ο συνδυασμός μικρότερων ατόμων για να σχηματιστεί ένα μεγάλο άτομο .
Βασικές περιοχές που καλύπτονται
1. Τι είναι η πυρηνική σχάση
– Ορισμός, Μηχανισμός, Παραδείγματα
2. Τι είναι η πυρηνική σύντηξη
– Ορισμός, Μηχανισμός, Παραδείγματα
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της πυρηνικής σχάσης και της σύντηξης
– Σύγκριση βασικών διαφορών
Βασικοί όροι:Δευτέριο, ημιζωή, βομβαρδισμός νετρονίων, πυρηνική σχάση, πυρηνική σύντηξη, πυρήνας, ακτινοβολία, ραδιενεργός διάσπαση, τρίτιο 
Τι είναι η πυρηνική σχάση
Η πυρηνική σχάση είναι η διάσπαση ενός πυρήνα σε μικρότερα σωματίδια. Αυτά τα μικρότερα σωματίδια ονομάζονται θραύσματα. Συχνά, τα προϊόντα της πυρηνικής σχάσης περιλαμβάνουν νετρόνια και ακτίνες γάμμα. Μια αντίδραση πυρηνικής σχάσης μπορεί να απελευθερώσει μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Αυτή η αντίδραση μπορεί να συμβεί με δύο τρόπους όπως παρακάτω.
Βομβαρδισμός νετρονίων
Πρόκειται για μια μη αυθόρμητη αντίδραση όπου ένα μεγάλο, ασταθές ισότοπο βομβαρδίζεται με νετρόνια υψηλής ταχύτητας. Αυτά τα επιταχυνόμενα νετρόνια προκαλούν το ισότοπο να υποστεί σχάση. Πρώτον, το νετρόνιο συνδυάζεται με τον πυρήνα του ισοτόπου. Ο νέος πυρήνας είναι πιο ασταθής. Έτσι, υφίσταται αντίδραση σχάσης. Η σχάση παράγει περισσότερα νετρόνια που μπορούν να προκαλέσουν άλλα ισότοπα να υποστούν πυρηνική σχάση. Αυτό το κάνει μια αλυσιδωτή αντίδραση. Αυτό ονομάζεται «πυρηνική αλυσιδωτή αντίδραση».
Μηχανισμός – Δυαδική σχάση
Η πυρηνική σχάση λαμβάνει χώρα μέσω ενός ειδικού μηχανισμού που ονομάζεται δυαδική σχάση . Ο πυρήνας ενός ατόμου αποκτά σφαιρικό σχήμα λόγω της παρουσίας πυρηνικών δυνάμεων μεταξύ των υποατομικών σωματιδίων (νετρόνια και πρωτόνια). Όταν ο πυρήνας συλλαμβάνει το επιταχυνόμενο νετρόνιο, το σφαιρικό σχήμα του πυρήνα παραμορφώνεται. Αυτό προκαλεί το σχηματισμό ενός σχήματος με δύο λοβούς. Αυτός ο σχηματισμός λοβού προκαλεί τον διαχωρισμό των υποατομικών σωματιδίων το ένα από το άλλο. Εάν η ταχύτητα του βομβαρδισμού είναι αρκετή, οι δύο λοβοί μπορούν να διαχωριστούν εντελώς, σχηματίζοντας δύο θραύσματα, επειδή οι πυρηνικές δυνάμεις δεν είναι πλέον αρκετές για να συγκρατήσουν τους λοβούς μαζί. Εδώ, απελευθερώνεται πολύ μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Αυτή η ενέργεια προέρχεται από τον πυρήνα, όπου οι ισχυρές πυρηνικές δυνάμεις μεταξύ των υποατομικών σωματιδίων μετατρέπονται σε ενέργεια.
Εικόνα 01:Τα στάδια της δυαδικής σχάσης του πυρήνα. Εδώ, τα δύο θραύσματα θεωρούνται ότι έχουν το ίδιο μέγεθος. Όμως, ένα προϊόν είναι στην πραγματικότητα μικρότερο από το άλλο προϊόν.
Ραδιενεργός διάσπαση
Αυτή είναι μια αυθόρμητη διαδικασία. Τα ασταθή ισότοπα υφίστανται ραδιενεργό διάσπαση. Σε αυτή τη διαδικασία, τα υποατομικά σωματίδια του πυρήνα των ισοτόπων μετατρέπονται σε διαφορετικές μορφές, με αποτέλεσμα ένα διαφορετικό στοιχείο. Το προϊόν είναι πιο σταθερό και τα ασταθή ισότοπα υφίστανται ραδιενεργό διάσπαση μέχρι να σταθεροποιηθούν όλα τα άτομα.
Σε αυτή τη διαδικασία, τα ασταθή ισότοπα χάνουν ενέργεια εκπέμποντας ακτινοβολία. Η ραδιενεργή διάσπαση μπορεί να οδηγήσει σε ακτινοβολία που αποτελείται από σωματίδια άλφα και βήτα. Η διάσπαση του ραδιενεργού υλικού μετριέται μέσω ενός όρου που ονομάζεται «ημιζωή». Ο χρόνος ημιζωής ενός υλικού είναι ο χρόνος που χρειάζεται αυτό το υλικό για να γίνει το ήμισυ της αρχικής του μάζας.
Εικόνα 2:Μια αντίδραση πυρηνικής σχάσης
Η παραπάνω εικόνα δείχνει μια αντίδραση πυρηνικής σχάσης που συμβαίνει λόγω βομβαρδισμού νετρονίων. Το νετρόνιο χτυπά το ισότοπο ουρανίου-235 και σχηματίζει ένα άτομο ουρανίου-236. Είναι πολύ ασταθές. Έτσι, χωρίζεται σε Βάριο-144, Κρυπτόν-89 και σε περισσότερα επιταχυνόμενα νετρόνια μαζί με υψηλή ποσότητα ενέργειας.
Τι είναι η Πυρηνική Σύντηξη
Η πυρηνική σύντηξη είναι ο συνδυασμός δύο μικρότερων ατόμων για τη δημιουργία ενός μεγάλου ατόμου, απελευθερώνοντας ενέργεια. Αυτό συμβαίνει σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης. Μερικές φορές, ο συνδυασμός πυρήνων θα έχει ως αποτέλεσμα περισσότερα από ένα μεγάλα άτομα. Όταν υπολογίζεται, υπάρχει διαφορά μάζας μεταξύ αντιδρώντων και προϊόντων. Αυτή η μάζα που λείπει μετατρέπεται σε ενέργεια. Η διαφορά μάζας προκύπτει λόγω της διαφοράς στις ενέργειες πυρηνικής δέσμευσης.
Οι αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης απαντώνται συχνότερα στον ήλιο. Η ενέργεια που απελευθερώνεται από τον ήλιο είναι αποτέλεσμα αντιδράσεων πυρηνικής σύντηξης που λαμβάνουν χώρα μέσα στον ήλιο. Η ενέργεια δέσμευσης του πυρήνα είναι η ενέργεια που απαιτείται για να συγκρατηθούν τα πρωτόνια και τα νετρόνια μαζί μέσα στον πυρήνα. Δεδομένου ότι τα πρωτόνια είναι θετικά φορτισμένα και απωθούν το ένα το άλλο, θα πρέπει να υπάρχει μια ισχυρή ελκτική δύναμη για να τα συγκρατεί μαζί. Όταν πρόκειται για μικροσκοπικούς πυρήνες, υπάρχει λιγότερος αριθμός πρωτονίων. ως εκ τούτου, εμφανίζεται λιγότερη απώθηση. Οι δυνάμεις έλξης εδώ είναι υψηλότερες. Επομένως, η σύνδεση των πυρήνων θα απελευθερώσει επιπλέον ενέργεια λόγω της υψηλής έλξης μεταξύ δύο πυρήνων. Αλλά για μεγαλύτερους συνδυασμούς πυρήνων, δεν απελευθερώνεται ενέργεια. Αυτό συμβαίνει επειδή υπάρχουν περισσότερα πρωτόνια που προκαλούν υψηλή απώθηση μεταξύ δύο πυρήνων.
Λόγω της παρουσίας περισσότερων πρωτονίων που προκαλούν απώθηση μεταξύ των πυρήνων, η πυρηνική σύντηξη μεταξύ βαρύτερων πυρήνων δεν είναι εξώθερμη. Ωστόσο, λόγω των υψηλών δυνάμεων έλξης μεταξύ των πρωτονίων, οι ελαφρύτεροι πυρήνες υφίστανται αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης που είναι εξαιρετικά εξώθερμες.
Εικόνα 3:Αντίδραση πυρηνικής σύντηξης στον Ήλιο
Ο ήλιος είναι αστέρι. Παράγει μεγάλη ποσότητα ενέργειας με τη μορφή θερμότητας και φωτός. Αυτή η ενέργεια προέρχεται από τις αντιδράσεις σύντηξης που συμβαίνουν στον ήλιο. Η αντίδραση σύντηξης περιλαμβάνει τη σύντηξη πυρήνων δευτερίου και τριτίου. Τα τελικά προϊόντα που δίνονται από αυτή την αντίδραση είναι το ήλιο, τα νετρόνια και πολλή ενέργεια.
Διαφορά μεταξύ πυρηνικής σχάσης και σύντηξης
Ορισμός
Πυρηνική σχάση: Η πυρηνική σχάση είναι η διάσπαση ενός πυρήνα σε μικρότερα σωματίδια, απελευθερώνοντας μεγάλη ποσότητα ενέργειας.
Πυρηνική σύντηξη: Η πυρηνική σύντηξη είναι ο συνδυασμός δύο μικρότερων ατόμων για τη δημιουργία ενός μεγάλου ατόμου που απελευθερώνει ενέργεια.
Φυσική εμφάνιση
Πυρηνική σχάση: Οι αντιδράσεις πυρηνικής σχάσης δεν είναι συνηθισμένες στη φύση.
Πυρηνική σύντηξη: Οι αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης είναι κοινές σε αστέρια όπως ο ήλιος.
Απαιτήσεις
Πυρηνική σχάση: Οι αντιδράσεις πυρηνικής σχάσης ενδέχεται να απαιτούν νετρόνια υψηλής ταχύτητας.
Πυρηνική σύντηξη: Οι αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης απαιτούν συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης.
Παραγωγή ενέργειας
Πυρηνική σχάση: Οι αντιδράσεις πυρηνικής σχάσης παράγουν υψηλή ενέργεια.
Πυρηνική σύντηξη: Οι αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης ελαφρών πυρήνων παράγουν πολύ υψηλή ενέργεια, ενώ οι αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης βαρέων πυρήνων ενδέχεται να μην απελευθερώνουν ενέργεια.
Παραδείγματα
Πυρηνική σχάση: Ο βομβαρδισμός νετρονίων του Ουρανίου-235 και η ραδιενεργή διάσπαση σε ασταθή ισότοπα είναι παραδείγματα πυρηνικών σχάσης.
Πυρηνική σύντηξη: Οι αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης απαντώνται συνήθως ως σύντηξη μεταξύ δευτερίου και τριτίου.
Συμπέρασμα
Η πυρηνική σχάση και οι αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης συμβαίνουν όταν ο πυρήνας ενός ατόμου υφίσταται αλλαγές είτε με αυθόρμητους είτε με μη αυθόρμητους τρόπους. Αυτές οι αντιδράσεις προκαλούν τη δημιουργία νέων στοιχείων παρά του αρχικού στοιχείου. Η διαφορά μεταξύ της πυρηνικής σχάσης και της σύντηξης είναι ότι η πυρηνική σχάση είναι η διαίρεση ενός ατόμου σε μικρότερα σωματίδια, ενώ η πυρηνική σύντηξη είναι ο συνδυασμός μικρότερων ατόμων για να σχηματιστεί ένα μεγάλο άτομο.
