Πώς παρατηρείται η αρχή της ενέργειας διατήρησης στις αντιδράσεις σχάσης και σύντηξης;

Η αρχή της διατήρησης της ενέργειας αποτελεί θεμελιώδη αρχή στη φυσική που δηλώνει ότι η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί, να μεταφερθεί ή να μετατραπεί μόνο από τη μία μορφή στην άλλη. Αυτή η αρχή ισχύει τόσο για αντιδράσεις σχάσης όσο και για αντιδράσεις σύντηξης.

σχάση:

* Εισαγωγή ενέργειας: Οι αντιδράσεις σχάσης ξεκινούν με έναν βαρύ πυρήνα, όπως το ουράνιο-235, απορροφώντας ένα νετρονόμο.

* Μετασχηματισμός ενέργειας: Ο ασταθής πυρήνας χωρίζεται σε δύο ελαφρύτερους πυρήνες κόρης, απελευθερώνοντας μια τεράστια ποσότητα ενέργειας με τη μορφή κινητικής ενέργειας των πυρήνων κόρης, των νετρονίων και των ακτίνων γάμμα.

* Διατήρηση ενέργειας: Η συνολική ενέργεια που απελευθερώνεται σε σχάση (κινητική ενέργεια των θραυσμάτων, των νετρονίων και των ακτίνων γάμμα) είναι ίση με τη διαφορά μάζας μεταξύ του αρχικού πυρήνα και των προϊόντων, πολλαπλασιασμένη με την ταχύτητα του τετραγωνικού φωτός (E =MC²). Αυτή η διαφορά μάζας είναι η "μάζα που λείπει" που έχει μετατραπεί σε ενέργεια.

σύντηξη:

* Εισαγωγή ενέργειας: Οι αντιδράσεις σύντηξης περιλαμβάνουν τη συγχώνευση δύο φωτεινών πυρήνων, όπως το Δευτερίριο και το Τριτένιο, μαζί. Αυτή η διαδικασία απαιτεί μια τεράστια ποσότητα εισροής ενέργειας για να ξεπεραστεί η ηλεκτροστατική απόρριψη μεταξύ των θετικά φορτισμένων πυρήνων.

* Μετασχηματισμός ενέργειας: Η σύντηξη των πυρήνων παράγει έναν βαρύτερο πυρήνα, απελευθερώνοντας μια τεράστια ποσότητα ενέργειας, κυρίως με τη μορφή κινητικής ενέργειας του νεοσυσταθέντος πυρήνα και των ακτίνων γάμμα.

* Διατήρηση ενέργειας: Η ενέργεια που απελευθερώνεται στη σύντηξη (κινητική ενέργεια του πυρήνα του προϊόντος και των ακτίνων γάμμα) είναι και πάλι ίση με τη διαφορά μάζας μεταξύ των αρχικών πυρήνων και του πυρήνα του προϊόντος, πολλαπλασιασμένη με την ταχύτητα του τετραγωνικού φωτός (e =mc²). Αυτή η διαφορά μάζας είναι η "μάζα που λείπει" που έχει μετατραπεί σε ενέργεια.

Σε αντιδράσεις σχάσης και σύντηξης:

* Η συνολική ενέργεια των αντιδραστηρίων (συμπεριλαμβανομένης της ενέργειας δέσμευσης) είναι ίση με τη συνολική ενέργεια των προϊόντων (συμπεριλαμβανομένης της ενέργειας δέσμευσης).

* Η ενέργεια που απελευθερώνεται στην αντίδραση είναι αποτέλεσμα της μετατροπής της μάζας σε ενέργεια, όπως περιγράφεται από τη διάσημη εξίσωση του Einstein E =MC².

Ως εκ τούτου, η αρχή της διατήρησης της ενέργειας είναι θεμελιώδης για την κατανόηση τόσο των αντιδράσεων σχάσης όσο και της σύντηξης. Η ενέργεια δεν δημιουργείται ή καταστρέφεται, αλλά μετασχηματίζεται από τη μία μορφή στην άλλη, με τη συνολική ενέργεια να παραμένει σταθερή σε όλη τη διαδικασία.