Wat zijn kernsplijting & Fusie van Atomen

? Atomen van verschillende elementen variëren in grootte en massa vinden kleine waterstof met een atoommassa van 1 tot grotere elementen zoals uranium met een gemiddelde atoommassa van 238 Het is mogelijk zowel natuurlijk en kunstmatig zekering atomen aan . vormen grotere atomen van een ander element in een proces genaamd kernfusie. Eveneens is het mogelijk atomen splitsen zowel natuurlijk en kunstmatig kleinere atomen produceren door splijting . Zowel kernsplijting en kernfusie betrekken kernreacties en kan niet worden bereikt door fysische of chemische veranderingen . Atomaire structuur

Atomen bestaan ​​uit een kern van protonen en neutronen , omgeven door een wolk van elektronen in een baan . In nucleaire reacties is de kern die van belang is . Protonen zijn positief geladen deeltjes en het aantal protonen in de kern duidt het element . Bijvoorbeeld alle koolstofatomen zes protonen terwijl alle atomen van stikstof zeven protonen in de kern . Met het aantal protonen verandert het element . Neutronen zijn neutraal geladen deeltjes en kan variëren tussen de atomen van hetzelfde element . Als voorbeeld , waterstofatomen elk een proton maar kan nul , een of twee neutronen afhankelijk van de isotoop . Chemisch en fysisch alle isotopen van een atoom zich hetzelfde gedragen . Collectief , protonen en neutronen worden aangeduid als nucleonen .
Atomic Binding Energy

De massa van een atoom is minder dan de som van de individuele nucleonen in de atoomkern . Deze anomalie gevolg van de bindingsenergie die het atoom samenhoudt . Vergeet niet dat energie en massa zijn gerelateerd zoals door Einstein's beroemde formule . Zo is het verschil in massa tussen het atoom en de som van de nucleonen is de atomaire binding energie . De atomaire binding energie van een alfa deeltje , in wezen een helium kern van twee protonen en twee neutronen , is meer dan een miljoen keer groter dan de energie tussen de kern en de elektronen .
Atomic binding Energy Curve

de atomaire bindende energie kan worden gedeeld door het aantal nucleonen in de kern voor elk element om een ​​grafiek te produceren . Deze grafiek laat zien dat twee isotopen van ijzer , Fe - 56 en Fe - 58 , en de nikkel isotoop Ni -62 hebben de meest strak gebonden kernen . Elementen met minder massa dan deze atomen kan energie opleveren van kernfusie , en zwaardere elementen kan energie opleveren van kernsplitsing . Echter , kernsplijting en kernfusie typisch elementen te betrekken aan het eind in elke richting .
Kernsplijting

Zwaardere elementen kunnen splitsen in kleinere atomen , het vrijgeven van een verbazingwekkende hoeveelheid energie in het proces . Splijting van een gram van U-238 brengt meer dan een miljoen keer de energie die vrijkomt bij het ​​verbranden van een gram van aardgas. Helaas , U-238 ondergaat spontane kernsplijting in een zeer traag tempo . Indien voldoende materiaal wordt verzameld , bekend als de kritische massa , splitsing kan worden geïnduceerd door richten op de kern een neutron . Als de U - 238 atoom splitst , worden extra neutronen vrij die extra atomen kan splitsen . Andere elementen kunnen worden gebruikt voor soortgelijke reacties, zoals Pu - 239 . Hoewel deze reacties vaak geïdentificeerd met kernreactoren en de verwoestingen in de Tweede Wereldoorlog op Hiroshima en Nagasaki , ertslagen in Afrika suggereren dat in de aarde van verre verleden deze kettingreactie werd natuurlijk voorkomende .
Kernfusie

Fusion omvat het combineren van lichtere elementen tot zwaardere elementen te vormen. De meest voor de hand liggende plaats voor kernfusie is in onze eigen zon. In de zon , zijn waterstofkernen samengesmolten tot heliumkernen , het vrijgeven van een enorme hoeveelheid energie , slechts een klein deel van die de aarde bereikt . Zoals sterren putten hun waterstof als brandstof , andere fusieprocessen beginnen , zoals fusie van helium in koolstof . Fusiereacties zijn gedupliceerd op aarde in waterstofbommen . Unlike splijtingsonderzoek , waarbij gereguleerde reacties voor bewapening geproduceerd fusiereacties nog worden gecontroleerd op zodanige wijze dat energieproductie staan ​​. Een van de uitdagingen in verband met fusieonderzoek is insluiting , zoals de hoge temperaturen van fusiereacties verdampen elke stof in een plasma .