Nõuanded

Tuuma lõhustumine versus tuumasüntees

Tuuma lõhustumine versus tuumasüntees

Tuuma lõhustumine ja termotuumasüntees on mõlemad tuumaenergia nähtused, mis vabastavad suures koguses energiat, kuid need on erinevad protsessid, mis annavad erinevaid tooteid. Siit saate teada, mis on tuuma lõhustumine ja termotuumasüntees ning kuidas saate neid teineteisest eristada.

Tuuma lõhustumine

Tuuma lõhustumine toimub siis, kui aatomi tuum jaguneb kaheks või enamaks väiksemaks tuumaks. Neid väiksemaid tuumasid nimetatakse lõhustumissaadusteks. Tavaliselt eralduvad ka osakesed (nt neutronid, footonid, alfaosakesed). See on eksotermiline protsess, mis vabastab lõhustumissaaduste kineetilise energia ja energia gammakiirguse vormis. Energia vabaneb põhjusel, et lõhustumisproduktid on stabiilsemad (vähem energeetilised) kui põhituum. Lõhustumist võib pidada elemendi transmutatsiooni vormiks, kuna elemendi prootonite arvu muutmine muudab elemendi põhimõtteliselt teise. Tuuma lõhustumine võib toimuda looduslikult, nagu ka radioaktiivsete isotoopide lagunemisel, või reaktoris või relvas.

Tuuma lõhustumise näide: 23592U + 10n → 9038Sr + 14354Xe + 310n

Tuumasüntees

Tuumasüntees on protsess, milles aatomituumad sulatatakse kokku, moodustades raskemad tuumad. Äärmiselt kõrge temperatuur (suurusjärgus 1,5 x 10 ° C)7° C) suudab tuumasid sundida, nii et tugev tuumajõud suudab neid siduda. Termotuumasünteesi käigus vabaneb suur kogus energiat. Võib tunduda, et energia vabaneb nii aatomite lõhestamisel kui ka ühinemisel. Energia ühinemisest vabaneb see, et kahel aatomil on rohkem energiat kui ühel aatomil. Prootonite sundimiseks piisavalt lähedale on vaja palju energiat, et nendevahelisest tõrkest üle saada, kuid mingil hetkel ületab neid tugev jõud, mis neid seob, elektrilise tõrke.

Tuumade liitmisel vabaneb liigne energia. Sarnaselt lõhustumisega võib ka tuumasüntees muuta ühe elemendi teiseks. Näiteks vesiniku tuumad sulanduvad tähtedes, moodustades elemendi heeliumi. Fusiooni kasutatakse ka aatomituumade kokku surumiseks, et moodustada perioodilise tabeli uusimad elemendid. Kui termotuumasüntees toimub looduses, toimub see tähtedes, mitte Maa peal. Termotuumasüntees Maal toimub ainult laborites ja relvades.

Tuumasünteesi näited

Päikeses toimuvad reaktsioonid on näide tuumasünteesist:

11H + 21H → 32Tema

32Ta + 32Ta → 42Ta + 211H

11H + 11H → 21H + 0+1β

Lõhustumise ja sulandumise eristamine

Nii lõhustumine kui ka termotuumasüntees vabastavad tohutul hulgal energiat. Tuumapommides võivad esineda nii lõhustumis- kui ka termotuumareaktsioonid. Niisiis, kuidas saate lõhustumist ja termotuumasünteesi lahutada?

  • Fissioon purustab aatomituumad väiksemateks tükkideks. Lähteelementide aatomiarv on suurem kui lõhustumisproduktide aatomite arv. Näiteks võib uraan lõhustuda, saades strontsiumi ja krüptooni.
  • Fusioon liitub aatomituumadega. Moodustatud elemendil on rohkem neutroneid või rohkem prootoneid kui algmaterjalil. Näiteks vesinik ja vesinik võivad sulanduda, moodustades heeliumi.
  • Lõhustumine toimub looduslikult Maal. Näitena võib tuua uraani iseenesliku lõhustumise, mis toimub ainult siis, kui piisavalt uraani on piisavalt väikeses mahus (harva). Tuumasüntees seevastu Maa peal looduslikult ei toimu. Fusioon toimub tähtedes.