الانشطار النووي مقابل الانصهار النووي

الانشطار النووي والاندماج النووي ظاهرتان نوويتان تطلقان كميات كبيرة من الطاقة، لكنها عمليات مختلفة تنتج منتجات مختلفة. تعرف على ما هو الانشطار النووي والاندماج النووي وكيف يمكنك التمييز بينهما.

الانشطار النووي يحدث عندما ذرة تنقسم النواة إلى نواتين أصغر أو أكثر. تسمى هذه النوى الصغيرة بمنتجات الانشطار. عادة ما يتم إطلاق الجزيئات (مثل النيوترونات والفوتونات وجسيمات ألفا) أيضًا. هذا عملية طاردة للحرارة إطلاق الطاقة الحركية لمنتجات الانشطار والطاقة على شكل أشعة جاما. سبب إطلاق الطاقة هو أن منتجات الانشطار أكثر استقرارًا (أقل نشاطًا) من النواة الأم. يمكن اعتبار الانشطار شكلاً من أشكال تحويل العناصر حيث أن تغيير عدد البروتونات للعنصر يغير العنصر من عنصر إلى آخر. قد يحدث الانشطار النووي بشكل طبيعي ، كما هو الحال في اضمحلال النظائر المشعة، أو يمكن إجباره على الحدوث في مفاعل أو سلاح.

مثال الانشطار النووي: ²³⁵₉₂U + ¹₀ن → ⁹⁰₃₈ريال + ¹⁴³₅₄Xe + 3¹₀ن

الاندماج النووي هي العملية التي النوى الذرية يتم دمجها معًا لتشكيل نوى أثقل. درجات حرارة عالية للغاية (بترتيب 1.5 × 10⁷° C) يمكن أن تجبر النوى معًا حتى تتمكن القوة النووية القوية من ربطها. يتم إطلاق كميات كبيرة من الطاقة عند حدوث الاندماج. قد يبدو من غير المعقول أن يتم إطلاق الطاقة عندما تنقسم الذرات وعندما تندمج. سبب إطلاق الطاقة من الاندماج هو أن الذرتين لديهما طاقة أكثر من ذرة واحدة. هناك حاجة إلى الكثير من الطاقة لإجبار البروتونات على مقربة من بعضها البعض بما يكفي للتغلب على التنافر بينها ، ولكن في مرحلة ما ، تتغلب القوة القوية التي تربطها على النفور الكهربائي.

عندما يتم دمج النوى ، يتم إطلاق الطاقة الزائدة. مثل الانشطار النووي ، يمكن أيضًا للاندماج النووي أن ينقل عنصرًا إلى آخر. على سبيل المثال ، تندمج نوى الهيدروجين في النجوم لتكوين العنصر الهليوم. يستخدم الانصهار أيضًا لإجبار النوى الذرية معًا على تكوين أحدث العناصر في الجدول الدوري. بينما يحدث الاندماج في الطبيعة ، فإنه في النجوم ، وليس على الأرض. يحدث الانصهار على الأرض فقط في المختبرات والأسلحة.

توفر التفاعلات التي تحدث في الشمس مثالًا على الاندماج النووي:

¹₁ح + ²₁ح → ³₂هو

³₂هو + ³₂هو → ⁴₂هو + 2¹₁ح

¹₁ح + ¹₁ح → ²₁ح + ⁰₊₁β

يطلق كل من الانشطار والاندماج كميات هائلة من الطاقة. يمكن أن تحدث تفاعلات الانشطار والانصهار في القنابل النووية. لذا ، كيف يمكنك التمييز بين الانشطار والاندماج؟

• يكسر الانشطار النوى الذرية إلى قطع أصغر. تحتوي عناصر البداية على عدد ذري ​​أعلى من عدد منتجات الانشطار. على سبيل المثال ، يمكن للانشطار أن ينتج اليورانيوم السترونتيوم و الكريبتون.
• يدمج الانصهار النوى الذرية معًا. يحتوي العنصر المتكون على المزيد من النيوترونات أو البروتونات أكثر من المادة الأولية. على سبيل المثال ، يمكن أن يندمج الهيدروجين والهيدروجين لتكوين الهيليوم.
• يحدث الانشطار بشكل طبيعي على الأرض. مثال على ذلك الانشطار العفوي اليورانيوم، والذي يحدث فقط إذا كان هناك ما يكفي من اليورانيوم في حجم صغير بما يكفي (نادرًا). من ناحية أخرى ، لا يحدث الانصهار بشكل طبيعي على الأرض. يحدث الانصهار في النجوم.