Πώς είναι οι πυρηνικές αντιδράσεις που συμβαίνουν στον ήλιο διαφορετικό από έναν αντιδραστήρα;
Κυρ:
* καύσιμο: Κυρίως ισότοπα υδρογόνου (δευτερόριο και τρίνιο), με μια μικρή ποσότητα βαρύτερων στοιχείων.
* διαδικασία: Πυρηνική σύντηξη, ειδικά η αλυσιδωτή αντίδραση πρωτονίων-πρωτόνης. Αυτό περιλαμβάνει μια σειρά βημάτων όπου η συσσώρευση πυρήνων υδρογόνου (πρωτόνια) για να σχηματίσει πυρήνες ηλίου, απελευθερώνοντας ενέργεια στη διαδικασία.
* Θερμοκρασία και πίεση: Εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες (εκατομμύρια βαθμοί Κελσίου) και τεράστια πίεση λόγω βαρύτητας, δημιουργώντας τις συνθήκες που απαιτούνται για τη σύντηξη.
* Έλεγχος: Η σύντηξη του ήλιου είναι φυσικά αυτορυθμιζόμενη. Εάν ο ρυθμός σύντηξης αυξάνεται, η πίεση και η θερμοκρασία αυξάνονται, ωθώντας το πλάσμα προς τα έξω και επιβραδύνοντας την αντίδραση.
* Προϊόντα απόρριψης: Κυρίως ήλιο, με ιχνοστοιχεία ιχνών βαρύτερων στοιχείων.
* Αποδοτικότητα: Ο ήλιος μετατρέπει ένα μικρό κλάσμα της μάζας του σε ενέργεια, αλλά λόγω του τεράστιου μεγέθους του, αρκεί να διατηρήσουμε τη φωτεινότητα του για δισεκατομμύρια χρόνια.
Πυρηνικός αντιδραστήρας:
* καύσιμο: Συνήθως ουράνιο (εμπλουτισμένο στο σχάσιμο ισότοπο ουράνιο-235) ή πλουτώνιο.
* διαδικασία: Η πυρηνική σχάση, όπου βαριά ατομικά πυρήνες (όπως το ουράνιο) χωρίζονται από νετρόνια, απελευθερώνοντας ενέργεια και περισσότερα νετρόνια. Αυτά τα νετρόνια προκαλούν περαιτέρω σχάση, οδηγώντας σε αλυσιδωτή αντίδραση.
* Θερμοκρασία και πίεση: Πολύ χαμηλότερες θερμοκρασίες από τον ήλιο (εκατοντάδες βαθμούς Κελσίου) και ελεγχόμενη πίεση.
* Έλεγχος: Ο ρυθμός σχάσης ελέγχεται χρησιμοποιώντας ράβδους ελέγχου (κατασκευασμένο από υλικά απορρόφησης νετρονίων) για να απορροφήσει τα περίσσεια νετρονίων και να αποτρέψει μια αντίδραση δραπέτης.
* Προϊόντα απόρριψης: Εξαιρετικά ραδιενεργά προϊόντα σχάσης και transuranic στοιχεία.
* Αποδοτικότητα: Πιο αποτελεσματική από τη σύντηξη από την άποψη της απελευθέρωσης ενέργειας ανά μονάδα μάζας, αλλά εξακολουθεί να μετατρέπει μόνο ένα μικρό κλάσμα μάζας σε ενέργεια.
Βασικές διαφορές:
* Τύπος καυσίμου: Ο ήλιος χρησιμοποιεί κυρίως υδρογόνο, ενώ οι αντιδραστήρες χρησιμοποιούν βαρύτερα στοιχεία όπως το ουράνιο.
* διαδικασία: Ο ήλιος χρησιμοποιεί σύντηξη, όπου συνδυάζονται ελαφρύτεροι πυρήνες. Οι αντιδραστήρες χρησιμοποιούν σχάση, όπου χωρίζονται οι βαρύτεροι πυρήνες.
* Θερμοκρασία και πίεση: Ο ήλιος έχει πολύ υψηλότερη θερμοκρασία και πίεση λόγω βαρύτητας, ενώ οι αντιδραστήρες λειτουργούν σε πολύ χαμηλότερα επίπεδα.
* Έλεγχος: Η σύντηξη του ήλιου ελέγχεται φυσικά από τη βαρύτητα, ενώ οι αντιδραστήρες απαιτούν ενεργούς μηχανισμούς ελέγχου.
* Προϊόντα απόρριψης: Ο ήλιος παράγει ως επί το πλείστον ήλιο, ενώ οι αντιδραστήρες παράγουν ένα ευρύ φάσμα ραδιενεργών ισότοπων.
Στην ουσία, ο ήλιος είναι ένας γιγαντιαίος φυσικός αντιδραστήρας σύντηξης, ενώ οι αντιδραστήρες που κατασκευάστηκαν από τον άνθρωπο έχουν σχεδιαστεί για να αξιοποιούν τη σχάση.
