Ποια ενέργεια απελευθερώνεται από μια σχάση αντίδρασης σύντηξης;

Ρωτάτε για την ενέργεια που απελευθερώνεται σε πυρηνικές αντιδράσεις, συγκεκριμένα σχάση και σύντηξη. Εδώ είναι μια κατανομή:

σχάση

* διαδικασία: Η σχάση είναι η διαδικασία διαίρεσης ενός βαρύ ατομικού πυρήνα (όπως το ουράνιο) σε δύο ελαφρύτερους πυρήνες.

* απελευθέρωση ενέργειας: Η σχάση απελευθερώνει μια τεράστια ποσότητα ενέργειας, κυρίως με τη μορφή κινητικής ενέργειας των προϊόντων σχάσης (οι δύο ελαφρύτεροι πυρήνες), οι ακτίνες γάμμα και τα νετρόνια.

* Παράδειγμα: Η σχάση ενός ατόμου ουρανίου-235 απελευθερώνει περίπου 200 MeV (mega-electron volts) ενέργειας.

σύντηξη

* διαδικασία: Η σύντηξη είναι η διαδικασία συνδυασμού δύο ελαφρών ατομικών πυρήνων (όπως τα ισότοπα υδρογόνου) για να σχηματίσουν έναν βαρύτερο πυρήνα.

* απελευθέρωση ενέργειας: Η σύντηξη απελευθερώνει ακόμη περισσότερη ενέργεια από τη σχάση, αλλά απαιτεί εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις για να ξεπεραστεί η ηλεκτροστατική απόρριψη μεταξύ των θετικά φορτισμένων πυρήνων.

* Παράδειγμα: Η σύντηξη δύο πυρήνων του δευτερίου (ισότοπα υδρογόνου) για να σχηματίσει το ηλιακό απελευθερώνει περίπου 17,6 MeV ενέργειας.

Συγκρίνοντας τη σχάση και τη σύντηξη

* Απόδοση ενέργειας: Οι αντιδράσεις σύντηξης απελευθερώνουν σημαντικά περισσότερη ενέργεια ανά μονάδα μάζας από τις αντιδράσεις σχάσης.

* καύσιμο: Οι αντιδράσεις σχάσης χρησιμοποιούν βαριά στοιχεία όπως το ουράνιο και το πλουτώνιο, ενώ οι αντιδράσεις σύντηξης χρησιμοποιούν στοιχεία φωτός όπως ισότοπα υδρογόνου.

* Προϊόντα απόρριψης: Η σχάση παράγει ραδιενεργά απόβλητα, ενώ η σύντηξη παράγει ως επί το πλείστον μη ραδιενεργό ήλιο.

* συνθήκες: Η σχάση μπορεί να συμβεί σε θερμοκρασία δωματίου, ενώ η σύντηξη απαιτεί εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις.

Πρακτικές εφαρμογές

* Πυρηνικά εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής: Η σχάση χρησιμοποιείται σε πυρηνικούς σταθμούς για τη δημιουργία ηλεκτρικής ενέργειας.

* βόμβα υδρογόνου: Οι αντιδράσεις σύντηξης αποτελούν τη βάση της βόμβας υδρογόνου.

* Μελλοντική ενέργεια: Η έρευνα σύντηξης συνεχίζεται με στόχο την ανάπτυξη μιας ασφαλούς και βιώσιμης πηγής ενέργειας.

Βασικό σημείο: Τόσο η σχάση όσο και η σύντηξη απελευθερώνουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας λόγω της μετατροπής ενός μικροσκοπικού μάζας σε ενέργεια, όπως περιγράφεται από τη διάσημη εξίσωση του Einstein E =MC².