Fisiunea nucleară versus fuziunea nucleară

Fisiunea nucleară și fuziunea nucleară sunt fenomene nucleare care eliberează cantități mari de energie, dar sunt procese diferite care produc produse diferite. Aflați ce sunt fisiunea nucleară și fuziunea nucleară și cum le puteți deosebi.

Fisiune nucleara are loc atunci când an Atom nucleul se împarte în doi sau mai mulți nuclei mai mici. Aceste nuclee mai mici se numesc produse de fisiune. De asemenea, sunt eliberate particule (de exemplu, neutroni, fotoni, particule alfa). Aceasta este o proces exotermic eliberând energia cinetică a produselor de fisiune și energia sub formă de radiații gamma. Motivul pentru care energia este eliberată se datorează faptului că produsele de fisiune sunt mai stabile (mai puțin energice) decât nucleul părinte. Fisiunea poate fi considerată o formă de transmutație a elementelor, deoarece schimbarea numărului de protoni ai unui element schimbă în esență elementul de la unul la altul. Fisiunea nucleară poate apărea în mod natural, ca și în cazul degradării izotopi radioactivisau poate fi forțat să apară într-un reactor sau armă.

Exemplu de fisiune nucleară: ²³⁵₉₂U + ¹₀n → ⁹⁰₃₈Sr + ¹⁴³₅₄Xe + 3¹₀n

Fuziune nucleară este un proces în care nuclee atomice sunt contopite pentru a forma nuclei mai grei. Temperaturi extrem de ridicate (de 1,5 x 10)⁷° C) poate forța nucleele, astfel încât forța nucleară puternică le poate lega. Cantități mari de energie sunt eliberate atunci când apare fuziunea. Poate părea contraintuitiv faptul că energia este eliberată atât atunci când atomii se împart, cât și când se îmbină. Motivul pentru care energia este eliberată din fuziune este că cei doi atomi au mai multă energie decât un singur atom. Este necesară multă energie pentru a forța protonii suficient de aproape împreună pentru a depăși repulsia dintre ei, dar la un moment dat, forța puternică care îi leagă depășește repulsia electrică.

Atunci când nucleele sunt contopite, excesul de energie este eliberat. Ca și fisiunea, fuziunea nucleară poate transmuta, de asemenea, un element în altul. De exemplu, nucleele de hidrogen fuzionează în stele pentru a forma elementul heliu. Fuziunea este de asemenea folosită pentru a forța nucleele atomice pentru a forma cele mai noi elemente de pe tabelul periodic. În timp ce fuziunea are loc în natură, este în stele, nu pe Pământ. Fuziunea pe Pământ apare numai în laboratoare și arme.

Reacțiile care au loc la soare oferă un exemplu de fuziune nucleară:

¹₁H + ²₁H → ³₂El

³₂El + ³₂El → ⁴₂El + 2¹₁H

¹₁H + ¹₁H → ²₁H + ⁰₊₁β

Atât fisiunea, cât și fuziunea eliberează cantități enorme de energie. Atât fisiunea, cât și reacțiile de fuziune pot apărea în bombe nucleare. Deci, cum puteți distinge fisiunea și fuziunea?

• Fisiunea rupe nucleele atomice în bucăți mai mici. Elementele de pornire au un număr atomic mai mare decât cel al produselor de fisiune. De exemplu, uraniul se poate fisiona pentru a produce stronţiu și kripton.
• Fuziunea se alătură nucleelor ​​atomice. Elementul format are mai mulți neutroni sau mai mulți protoni decât cel al materiei prime. De exemplu, hidrogenul și hidrogenul pot fuziona pentru a forma heliu.
• Fisiunea apare în mod natural pe Pământ. Un exemplu este fisiunea spontană a uraniu, care se întâmplă numai dacă este prezent suficient de uraniu într-un volum suficient de mic (rar). Fuziunea, pe de altă parte, nu apare în mod natural pe Pământ. Fuziunea apare la stele.