Care Este Diferenţa Dintre Fuziune şi Fisiune

Cuprins:

Ce este fuziunea nucleară?

Fuziunea nucleară este procesul prin care două nuclee atomice se combină pentru a forma un nou nucleu, care este mai greu decât cele două nuclee inițiale. Fuziunea este posibilă doar prin încălzirea materiei la temperaturi extrem de ridicate (de ordinul a 150 de milioane de grade Celsius). În urma procesului de fuziune se produc și alte particule subatomice, ca neutroni sau particule alfa (nuclee de heliu) sau particule beta (electroni sau pozitroni).

Fuziunea nucleară a fost realizată pentru prima dată prin anii 1930 prin bombardarea unei ţinte conţinând deuteriu, izotopul hidrogenului cu masa 2, cu deuteroni într-un ciclotron.

În anii 1950 prima demonstraţie de fuziune necontrolată la scară largă a fost făcută cu ajutorul armelor termonucleare în SUA, URSS, Marea Britanie şi Franţa. Această experienţă a fost foarte scurtă şi, de aceea, nu a putut fi folosită la producerea de energie electrică.

Datorită faptului că cele două nuclee inițiale sunt încărcate electric reacția de fuziune nucleară poate avea loc doar atunci când cele două nuclee au suficientă energie cinetică pentru a învinge potențialul electric, adică forțele de respingere electrică, și, prin urmare, se apropie suficient pentru ca forțele nucleare să poată rearanja nucleonii.

Recomandări

EXCLUSIV. O cunoscută cineastă franceză, Mia Hansen-Løve, despre lecția filmului său, recent lansat și în România: Când pierdem pe cineva, doliul înseamnă și dorința de a trăi, deci să nu ne simțim vinovați

Fuziunea nucleară este energia viitorului

Randare 3D a unui reactor de fuziune nucleara

Reacțiile de fuziune nucleară reprezintă sursa principală de energie din miezul stelelor active, așa cum este cazul Soarelui. În cazul stelelor, nucleele atomice de hidrogen reacționează pentru a forma nuclee de heliu.

Energia apare din diferența de masă dintre nuclee, fenomen care este explicat prin celebra ecuație a lui Albert Einstein care arată echivalenţa dintre masă şi energie, și anume E = mc² (n.n. – energia este egală cu masa înmulţită cu viteza luminii la pătrat). Aceasta arată că masa se poate transforma în energie și vice-versa.

În acest fel, reacția de fuziune nucleară are, practic, un potențial energetic nelimitat, în timp ce combustibilul pe care îl folosește este cel mai abundent element din Univers.

În opinia multor experţi, fuziunea nucleară reprezintă energia viitorului datorită avantajelor pe care le oferă. Astfel, nu generează CO₂, produce mai puţine deşeuri radioactive şi nu prezintă riscuri de accidente nucleare.

Recomandări

INTERVIU EXCLUSIV. Reputatul profesor ruso-american de economie Oleg Itskhoki spune că Europa și SUA au calculat greșit, lăsându-i lui Putin un miliard de euro pe zi

Citește și: Ce spun 5 cercetători importanți despre inovația anunțată de SUA privind fuziunea nucleară

Ce este fisiunea nucleară?

Fisiunea, cunoscută și sub denumirea de fisiune atomică, este o reacție nucleară care are ca efect ruperea nucleului în două su mai multe fragmente de masă aproximativ egală, neutroni rapizi, radiații și energie termică. Altfel spus, fisiunea este o formă de transmutație elementară.

În cazul fisiunii, energia se obţine prin divizarea atomilor cu masă atomică mare, precum uraniul, în atomi mai mici, cum ar fi iodul, cesiul, stronțiul, xenonul sau bariul, pentru a numi doar câțiva.

Fisiunea nucleară este folosită pentru a produce energie în centrale nucleare de putere. În același timp, este utilă ca sursă de putere deoarece unele materiale, denumite combustibili nucleari, generează neutroni ca „jucători” ai procesului de fisiune și, totodată, li se inițiază fisiunea la impactul cu neutroni liberi.

Procesul de fisiune este declanșat de atomul de uraniu prin absorbția unui neutron, ceea ce face ca nucleul acestuia să devină instabil. Rezultatul este ruperea nucleului în diverse forme, precum și producerea de alţi neutroni, care la rândul lor lovesc mai mulți atomi de uraniu și îi fac instabili și așa mai departe.

Recomandări

Donald Trump, pus sub acuzare penală la New York. Fostul președinte al SUA spune că e „persecutat politic”

Această reacție în lanț este cheia reacțiilor de fisiune, iar în condiţii necontrolate poate duce la un efect de avalanşă cu risc de accident nuclear. În actualele centrale nucleare convenționale sunt instalate sisteme care moderează aceste reacții în lanț pentru a preveni diverse scenarii de accidente și sunt luate măsuri stricte de securitate pentru a face față problemelor de proliferare.

Cine a descoperit fisiunea nucleară?

Principiile care au stat la baza fisiunii au fost descoperite de fizicienii Lise Meitner și Otto Frisch după ce au primit o scrisoare privată de la chimistul nuclear Otto Hahn în decembrie 1938.

Experimentele realizate de Hahn au arătat că atomii de uraniu bombardați cu neutroni se vor despărți, în timp ce Meitner și Frisch au folosit noua știință a mecanicii cuantice pentru a explica fenomenul, scrie LiveScience. Toți cei trei oameni de știință și-au dat seama rapid de implicațiile teribile ale descoperirii lor, care se petrecea în contextul celui de-al Doilea Război Mondial.

Ei au realizat că o singură instanță de fisiune ar putea elibera o cantitate relativ mică de putere, însă mai multe reacții de fisiune concomitente ar fi avut potențial distructiv dacă ar fi fost folosite pentru a dezvolta o armă similară cu bombă atomică.

În 1951, a fost construită prima centrală electrică care valorifica procesul de fisiune nucleară pentru a produce energie. Într-o centrală nucleară, acest proces este atent controlat pe calea reacției în lanț.

Care este diferența dintre fuziune și fisiune?

Principala diferență între fuziune și fisiune îl reprezintă faptul că fuziunea este un proces complet opus fisiunii.

Spre deosebire de fisiunea nucleară, care a fost relativ rapid utilizată ca sursă de energie în centralele nucleare, fuziunea nucleară nu a putut fi valorificată pe deplin ca sursă de energie.

Principala cauză o reprezintă temperatura necesară pentru a face posibilă fenomenul de fuziune, care, în stele, este de 100 de milioane °Celsius. Asemenea temperaturi pot fi atinse pe Pământ doar cu ajutorul unor echipamente complexe și cu consumarea unor cantități uriașe de energie.

Din această cauză, cercetarea fuziunii nucleare ca sursă de energie viabilă a progresat mult mai greu. De fiecare dată când cercetătorii au creat reacții de fuziune în laborator, cantitatea de energie folosită pentru a atinge temperaturile necesare a fost mult mai mare decât cea utilizată pentru a provoca o astfel de reacţie.

Citește și: Câte centrale nucleare există în lume şi în ce ţări se află acestea

Citește și: Shutterstock/123rf.com