ביקוע גרעיני לעומת פיוז'ן גרעיני

ביקוע גרעיני ואיחוי גרעיני שניהם תופעות גרעיניות שמשחררות כמויות גדולות של אנרגיה, אך מדובר בתהליכים שונים המניבים מוצרים שונים. למד מהם ביקוע גרעיני ואיחוי גרעיני ואיך אתה יכול להבדיל ביניהם.

ביקוע גרעיני מתרחש כאשר אטומים הגרעין מתפצל לשני גרעינים קטנים יותר או יותר. גרעינים קטנים יותר אלה נקראים מוצרי ביקוע. בדרך כלל משתחררים גם חלקיקים (למשל, נויטרונים, פוטונים, חלקיקי אלפא). זה תהליך אקסותרמי שחרור האנרגיה הקינטית של מוצרי הביקוע והאנרגיה בצורה של קרינת גמא. הסיבה לכך שמשתחררת אנרגיה היא מכיוון שמוצרי הביקוע יציבים יותר (פחות אנרגטיים) מהגרעין ההורי. ביקוע יכול להיחשב כצורה של העברת אלמנטים שכן שינוי מספר הפרוטונים של אלמנט בעצם משנה את האלמנט מאחד לשני. ביקוע גרעיני עלול להתרחש באופן טבעי, כמו בהתפרקות של איזוטופ רדיואקטיביאו שאפשר להכריח אותו להתרחש בכור או בנשק.

דוגמה לביזוי גרעיני: ²³⁵₉₂U + ¹₀n → ⁹⁰₃₈Sr + ¹⁴³₅₄Xe + 3¹₀n

היתוך גרעיני הוא תהליך בו גרעינים אטומיים מתמזגים יחד ליצירת גרעינים כבדים יותר. טמפרטורות גבוהות במיוחד (בסדר גודל של 1.5 על 10⁷° C) יכולים לכפות גרעינים יחד כך שהכוח הגרעיני החזק יכול לקשר אותם. כמויות גדולות של אנרגיה משתחררות כאשר מתרחש היתוך. זה עשוי להראות באופן לא אינטואיטיבי שאנרגיה משתחררת גם כאשר האטומים מתפצלים וגם כשהם מתמזגים. הסיבה לכך שהאנרגיה משתחררת מהיתוך היא שלשני האטומים יש יותר אנרגיה מאשר אטום בודד. אנרגיה רבה נדרשת בכדי לכפות פרוטונים קרובים זה לזה בכדי להתגבר על הדחייה ביניהם, אך בשלב מסוים, הכוח החזק הקושר אותם מתגבר על הדחייה החשמלית.

כאשר מתמזגים הגרעינים, עודף האנרגיה משתחרר. כמו ביקוע, גם היתוך גרעיני יכול להעביר אלמנט אחד לאחר. לדוגמא, גרעיני מימן מתמזגים בכוכבים ליצירת היסוד הליום. היתוך משמש גם בכדי לכפות גרעינים אטומיים יחד ליצירת האלמנטים החדשים ביותר בטבלה המחזורית. בזמן שההתמזגות מתרחשת בטבע, היא נמצאת בכוכבים ולא על כדור הארץ. היתוך על כדור הארץ מתרחש רק במעבדות ובנשק.

התגובות שמתרחשות בשמש מספקות דוגמא לאיחוי גרעיני:

¹₁H + ²₁H → ³₂הוא

³₂הוא + ³₂הוא → ⁴₂הוא + 2¹₁ח

¹₁H + ¹₁H → ²₁H + ⁰₊₁β

גם ביקוע וגם היתוך משחררים כמויות אדירות של אנרגיה. תגובות ביקוע והן היתוך יכולות להופיע ב פצצות גרעיניות. אז איך אתה יכול להבדיל בין ביקוע ואיחוי?

• ביקוע מפרק גרעינים אטומיים לחתיכות קטנות יותר. ליסודות המוצא יש מספר אטומי גבוה יותר מזה של מוצרי הביקוע. לדוגמה, אורניום יכול להתפוגג לתפוקה סטרונציום ו קריפטון.
• היתוך מחבר גרעינים אטומיים יחד. לאלמנט שנוצר יש יותר נויטרונים או יותר פרוטונים מזו של החומר המוצא. לדוגמא, מימן ומימן יכולים להתמזג ליצירת הליום.
• ביקוע מתרחש באופן טבעי על פני כדור הארץ. דוגמה לכך היא ביקוע ספונטני של אורניום, מה שקורה רק אם מספיק אורניום בנפח מספיק קטן (לעיתים רחוקות). היתוך, לעומת זאת, אינו מתרחש באופן טבעי על פני כדור הארץ. היתוך מתרחש בכוכבים.