Πυρηνική σχάση έναντι πυρηνικής σύντηξης

Η πυρηνική σχάση και η πυρηνική σύντηξη είναι αμφότερα πυρηνικά φαινόμενα που απελευθερώνουν μεγάλες ποσότητες ενέργεια, αλλά είναι διαφορετικές διαδικασίες που αποφέρουν διαφορετικά προϊόντα. Μάθετε τι είναι η πυρηνική σχάση και η πυρηνική σύντηξη και πώς μπορείτε να τους ξεχωρίσετε.

Πυρηνική διάσπαση λαμβάνει χώρα όταν ένα του ατόμου ο πυρήνας χωρίζεται σε δύο ή περισσότερους μικρότερους πυρήνες. Αυτοί οι μικρότεροι πυρήνες ονομάζονται προϊόντα σχάσης. Επίσης, απελευθερώνονται σωματίδια (π.χ. νετρόνια, φωτόνια, άλφα σωματίδια). Αυτό είναι ένα εξωθερμική διαδικασία απελευθερώνοντας την κινητική ενέργεια των προϊόντων σχάσης και ενέργειας με τη μορφή ακτινοβολίας γάμμα. Ο λόγος που απελευθερώνεται η ενέργεια είναι επειδή τα προϊόντα σχάσης είναι πιο σταθερά (λιγότερο ενεργητικά) από τον γονικό πυρήνα. Η σχάση μπορεί να θεωρηθεί ως μια μορφή μετάλλαξης στοιχείων, αφού η αλλαγή του αριθμού των πρωτονίων ενός στοιχείου ουσιαστικά αλλάζει το στοιχείο από το ένα στο άλλο. Η πυρηνική σχάση μπορεί να συμβεί φυσικά, όπως στην αποσύνθεση του

Παράδειγμα πυρηνικής σχάσης: ²³⁵₉₂U + ¹₀n → ⁹⁰₃₈Sr + ¹⁴³₅₄Xe + 3¹₀n

Πυρηνική σύντηξη είναι μια διαδικασία στην οποία ατομικούς πυρήνες συντήκονται μαζί για να σχηματίσουν βαρύτερους πυρήνες. Εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες (της τάξης των 1,5 x 10⁷° C) μπορεί να πυροδοτήσει τους πυρήνες μαζί, έτσι ώστε η ισχυρή πυρηνική δύναμη να τους δεσμεύσει. Μεγάλες ποσότητες ενέργειας απελευθερώνονται όταν συμβαίνει σύντηξη. Μπορεί να φανεί αντιληπτό ότι η ενέργεια απελευθερώνεται τόσο όταν χωρίζονται τα άτομα όσο και όταν συγχωνεύονται. Ο λόγος που απελευθερώνεται ενέργεια από τη σύντηξη είναι ότι τα δύο άτομα έχουν περισσότερη ενέργεια από ένα μόνο άτομο. Απαιτείται πολλή ενέργεια για να αναγκάσει τα πρωτόνια να κλείσουν αρκετά μαζί για να ξεπεράσουν την απωλία μεταξύ τους, αλλά σε κάποιο σημείο η ισχυρή δύναμη που τους δεσμεύει ξεπερνά την ηλεκτρική απωλία.

Όταν οι πυρήνες συγχωνευθούν, η πλεονάζουσα ενέργεια απελευθερώνεται. Όπως η σχάση, η πυρηνική σύντηξη μπορεί επίσης να μετασχηματίσει ένα στοιχείο στο άλλο. Για παράδειγμα, πυρήνες υδρογόνου συντήκονται σε αστέρια για να σχηματίσουν το στοιχείο ήλιο. Η σύντηξη χρησιμοποιείται επίσης για να αναγκάσει τους ατομικούς πυρήνες να σχηματίσουν τα νεότερα στοιχεία στον περιοδικό πίνακα. Ενώ η σύντηξη συμβαίνει στη φύση, είναι στα αστέρια, όχι στη Γη. Η σύντηξη στη Γη εμφανίζεται μόνο σε εργαστήρια και όπλα.

Οι αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στον ήλιο αποτελούν παράδειγμα πυρηνικής σύντηξης:

¹₁Η + ²₁H → ³₂Αυτός

³₂Αυτός + ³₂Αυτός → ⁴₂Αυτός + 2¹₁H

¹₁Η + ¹₁H → ²₁Η + ⁰₊₁β

Και η σχάση και η σύντηξη απελευθερώνουν τεράστια ποσά ενέργειας. Και οι δύο αντιδράσεις σχάσης και σύντηξης μπορούν να εμφανιστούν στο πυρηνικές βόμβες. Λοιπόν, πώς μπορείτε να πείτε σχάση και συγχώνευση;

• Η σχάση σπάει τους ατομικούς πυρήνες σε μικρότερα κομμάτια. Τα αρχικά στοιχεία έχουν υψηλότερο ατομικό αριθμό από εκείνο των προϊόντων σχάσης. Για παράδειγμα, το ουράνιο μπορεί να αποχωρήσει για να αποδώσει στρόντιο και κρυπτόν.
• Η σύντηξη συνδέει μαζί τους ατομικούς πυρήνες. Το σχηματιζόμενο στοιχείο έχει περισσότερα νετρόνια ή περισσότερα πρωτόνια από αυτά του αρχικού υλικού. Για παράδειγμα, το υδρογόνο και το υδρογόνο μπορούν να συγχωνευθούν για να σχηματίσουν ήλιο.
• Η σχάση συμβαίνει φυσικά στη Γη. Ένα παράδειγμα είναι η αυθόρμητη σχάση του ουράνιο, πράγμα που συμβαίνει μόνο εάν υπάρχει αρκετό ουράνιο σε αρκετά μικρό όγκο (σπάνια). Η σύντηξη, από την άλλη πλευρά, δεν συμβαίνει φυσικά στη Γη. Η σύντηξη γίνεται στα αστέρια.