Jedrska fisija in jedrska fuzija

Jedrska fisija in jedrska fuzija sta jedrski pojavi, ki sproščata velike količine energija, vendar gre za različne procese, ki dajejo različne izdelke. Preberite, kaj sta jedrska fisija in jedrska fuzija in kako ju lahko ločite.

Jedrska cepitev se zgodi, ko an atoma jedro se razcepi na dve ali več manjših jeder. Ta manjša jedra se imenujejo produkti cepitve. Običajno se sproščajo tudi delci (npr. Nevtroni, fotoni, alfa delci). To je eksotermični proces sprošča kinetično energijo fisijskih produktov in energijo v obliki gama sevanja. Razlog za sproščanje energije je v tem, da so produkti cepitve bolj stabilni (manj energijski) od matičnega jedra. Fisija se lahko šteje za obliko transmutacije elementov, saj spreminjanje števila protonov elementa v bistvu spremeni element iz enega v drugega. Jedrska cepitev se lahko zgodi naravno, tako kot pri razpadanju radioaktivni izotopiali pa se lahko prisili v reaktor ali orožje.

Primer jedrske fisije: ²³⁵₉₂U + ¹₀n → ⁹⁰₃₈Sr + ¹⁴³₅₄Xe + 3¹₀n

Jedrska fuzija je postopek, v katerem atomska jedra se zlivajo skupaj, da tvorijo težja jedra. Izjemno visoke temperature (vrstni red 1,5 x 10)⁷° C) lahko silijo jedra skupaj, tako da jih močna jedrska sila lahko veže. Ob zlitju se sprostijo velike količine energije. Morda se zdi kontratuktivno, da se energija sprosti tako, ko se atomi ločijo, in ko se združijo. Razlog, da se energija sprosti iz fuzije, je ta, da imata dva atoma več energije kot en sam atom. Veliko energije je potrebno, da prisili protone dovolj blizu, da premagajo odbojnost med njimi, toda v nekem trenutku močna sila, ki jih veže, premaga električno odbojnost.

Ko se jedra združijo, se odvečna energija sprosti. Tako kot cepljenje lahko tudi jedrska fuzija en element pretvori v drugega. Na primer, vodikova jedra se zlijejo v zvezde, da tvorijo element helij. Fuzija se uporablja tudi za silovanje jedrskih jeder in oblikovanje najnovejših elementov na periodični tabeli. Medtem ko se zlivanje dogaja v naravi, je to v zvezdah, ne na Zemlji. Zlivanje na Zemlji se pojavlja le v laboratorijih in orožju.

Reakcije, ki potekajo na soncu, so primer jedrske fuzije:

¹₁H + ²₁H → ³₂On

³₂On + ³₂On → ⁴₂He + 2¹₁H

¹₁H + ¹₁H → ²₁H + ⁰₊₁β

Tako cepitev kot fuzija sproščata ogromne količine energije. V njej lahko pride do reakcije cepitve in fuzije jedrske bombe. Kako torej razločite fisijo in fuzijo narazen?

• Fisija razbije atomska jedra na manjše koščke. Začetni elementi imajo večje atomsko število kot produkti cepitve. Na primer, uran se lahko cepi, da pride stroncij in kripton.
• Fuzija združuje atomska jedra skupaj. Oblikovani element ima več nevtronov ali več protonov kot začetni material. Na primer, vodik in vodik se lahko zlijeta in tvorita helij.
• Fisija se naravno pojavi na Zemlji. Primer je spontano cepitev uran, kar se zgodi le, če je dovolj urana v dovolj majhni količini (redko). Fuzija po drugi strani se na Zemlji ne dogaja naravno. Zlivanje se zgodi v zvezdah.