Fusion vs Fission Energy: 7 Παράγοντες που πρέπει να γνωρίζετε!

Οι αντιδράσεις σύντηξης και σχάσης είναι δύο διαφορετικές αντιδράσεις μεταξύ των πυρήνων των ατόμων. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τη διαφορά μεταξύ ενέργειας σύντηξης και σχάσης.

Η ενέργεια σύντηξης είναι αποθηκευμένη ενέργεια ενώ η ενέργεια σχάσης παράγεται από την απωστική δύναμη μεταξύ των φορτίων. Η ενέργεια σύντηξης συγκρίνεται περισσότερο με την ενέργεια σχάσης. Η ενέργεια σύντηξης απελευθερώνεται κατά τη σύγκρουση δύο ατόμων ενώ η ενέργεια σχάσης απελευθερώνεται όταν το άτομο χωρίζεται στα δύο.

Η σύντηξη παράγει λιγότερο ραδιενεργά απόβλητα σε σύγκριση με σχάση. Θα συζητήσουμε περαιτέρω τη διαφορά μεταξύ της παραγωγής σύντηξης και σχάσης, την ενεργειακή πυκνότητα και την ισχύ που λαμβάνεται και από τα δύο. Θα συζητήσουμε επίσης εν συντομία τον λόγο πίσω από την υψηλή ενέργεια που απελευθερώνεται από τη σύντηξη από την αντίδραση σχάσης.

Ενεργειακή παραγωγή σύντηξης έναντι σχάσης

Η ενέργεια εξόδου της σύντηξης και της σχάσης είναι η συνολική ενέργεια που αποκτάται από τη διαδικασία. Ας κάνουμε διάκριση μεταξύ της ενέργειας σύντηξης και της παραγωγής ενέργειας σχάσης.

Εάν η παραγωγή ενέργειας σχάσης είναι 1 MeV, τότε η ενέργεια σύντηξης για την ίδια ποσότητα ύλης είναι μεταξύ 3-4 MeV. Η ενέργεια σύντηξης οφείλεται στα He και H ισότοπα, νετρόνια και σωματίδια βήτα απελευθερώνεται κατά τη διαδικασία ενώ η παραγωγή ενέργειας σχάσης οφείλεται στο δευτέριο, το τρίτιο, τα νετρόνια και σωματίδια γάμμα.

Η παραγωγή ενέργειας μετριέται χρησιμοποιώντας τον τύπο E = mc2, όπου E είναι η ενέργεια, m είναι η μάζα του σωματιδίου και c είναι η ταχύτητα του φωτεινού κύματος. Η συνολική ποσότητα ενέργειας εξόδου είναι το άθροισμα των ενεργειών των συνολικών σωματιδίων που παράγονται στην αντίδραση. Η ποσότητα ενέργειας που χρησιμοποιείται για τη δέσμευση των ατόμων.

Σύντηξη εναντίον Ενεργειακής Πυκνότητας Σχάσης

Η ενεργειακή πυκνότητα είναι η συνολική ποσότητα ενέργειας που αποθηκεύεται μεταξύ του μοναδιαίου όγκου της ύλης. Ας συζητήσουμε την πυκνότητα ενέργειας σύντηξης και σχάσης.

Η πυκνότητα ενέργειας σύντηξης είναι η αποθηκευμένη ενέργεια της ύλης ανά μονάδα όγκου η οποία είναι υψηλή για το στοιχείο που έχει υποστεί σύντηξη. Η πυκνότητα ενέργειας της σχάσης είναι μικρότερη σε σύγκριση με την πυκνότητα της ενέργειας σύντηξης καθώς η μάζα της σχάσης των πυρήνων δίνει δύο θυγατρικούς πυρήνες και η ενέργεια είναι ανάλογη με τη μάζα της ύλης.

Πόσο πιο ισχυρή είναι η σύντηξη από τη σχάση;

Το δυναμικό της αντίδρασης σύντηξης και σύντηξης εξαρτάται από την αποθηκευμένη ενέργεια και την αυστηρότητα της αντίδρασης. Ας δούμε ποιο από τα δύο είναι πιο ισχυρό.

Η σύντηξη είναι πιο ισχυρή από τη σχάση επειδή η δυναμική ενέργεια που αποκτούν τα άτομα στη σύντηξη είναι μεγαλύτερη από τη σχάση. Η σχάση μειώνει τη συνολική ενέργεια του σωματιδίου καθώς η μάζα μειώνεται στο μισό ενώ, η τελική μάζα του ατόμου αυξάνεται κατά τη σύντηξη συνδυάζοντας τα δύο άτομα.

Γιατί η σύντηξη απελευθερώνει περισσότερη ενέργεια από τη σχάση;

Η ενέργεια που απελευθερώνεται από τη σύντηξη και τη σχάση είναι η συνολική ενέργεια που παράγεται από τη σύγκρουση και τη διάσπαση των πυρήνων. Ας συζητήσουμε γιατί η σύντηξη απελευθερώνει περισσότερη ενέργεια από τη σύντηξη.

Η σύντηξη απελευθερώνει περισσότερη ενέργεια από τη σχάση επειδή το προϊόν που αποκτάται από την αντίδραση σύντηξης είναι μέσω των ισχυρών δυνάμεων που συνδυάζουν τις δύο μάζες και αποθηκεύουν μια τεράστια ποσότητα ενέργειας. Η σχάση δίνει την ενέργεια του ατόμου κατά ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις της απώθησης που χρησιμοποιεί την ενέργεια για δέσμευση και στη συνέχεια διχοτόμηση.

αντιδραστήρας
Image Credit: Πυρηνικός αντιδραστήρας by Bakhtiyor Abdullaev (CC-BY-SA-3.0)

Είναι η ενέργεια σύντηξης καλύτερη από τη σχάση;

Τα υποπροϊόντα και τα απόβλητα που παράγονται κατά την παραγωγή ενέργειας θεωρείται ότι διακρίνουν εάν η σύντηξη της ενέργειας σχάσης είναι καλύτερη. Ας μιλήσουμε για το ίδιο.

Η ενέργεια σύντηξης είναι καλύτερη από τη σχάση επειδή δεν παράγει σχεδόν καθόλου πυρηνικά απόβλητα ή ραδιενεργά απόβλητα. Δεν απελευθερώνονται αέρια θερμοκηπίου από τη διαδικασία απόκτησης ενέργειας σύντηξης και παράγουν μεγάλη ενέργεια σε αντίθεση με την ενέργεια σχάσης. Η σχάση παράγει μακρόβια ραδιενεργών στοιχεία που είναι επικίνδυνα για το περιβάλλον.

Ενέργεια δέσμευσης ανά σύντηξη νουκλεονίου έναντι σχάσης

Η ενέργεια δέσμευσης ανά νουκλεόνιο είναι η ενέργεια που απαιτείται για τη διάσπαση των πυρηνικών δεσμών και την αναμόρφωση του ατόμου. Ας συζητήσουμε την ενέργεια δέσμευσης ανά νουκλεόνιο για σχάση και σύντηξη.

Η δεσμευτική ενέργεια ανά νουκλεόνιο στη σύντηξη είναι 7 MeV ενώ στη σχάση είναι μόλις 1 MeV ανά νουκλεόνιο. Στην περίπτωση της σύντηξης, τα μικρά σωματίδια δεσμεύονται στον πυρήνα ενώ στη σχάση, τα σωματίδια απελευθερώνονται λόγω των απωστικών δυνάμεων μεταξύ των παρόμοιων φορτίων που μειώνουν την ενέργεια δέσμευσης ανά νουκλεόνιο.

Συμπέρασμα

Μπορούμε να συμπεράνουμε από αυτό το άρθρο, ότι η ενέργεια σύντηξης που παράγεται ανά μονάδα ύλης είναι πολύ υψηλή σε σύγκριση με την ενέργεια σχάσης. Η ενέργεια σύντηξης είναι μια αποθηκευμένη δυναμική ενέργεια ανά νουκλεόνιο. Διεξάγεται από τα άτομα lite ενώ η ενέργεια σχάσης παράγεται από βαριά ασταθή στοιχεία και διακλαδώνεται μειώνοντας την ενέργεια ανά νουκλεόνιο.

Διαβάστε επίσης: