핵분열과 융합의 차이

주요 영역을 다루었습니다

1. 핵 핵분열이란 무엇입니까
- 정의, 메커니즘, 예
2. 핵 퓨전이란?
- 정의, 메커니즘, 예
3. 핵분열과 퓨전의 차이점은 무엇입니까
- 주요 차이점 비교

주요 용어 :중수소, 반감기, 중성자 폭격, 핵 핵분열, 핵 융합, 핵, 방사선, 방사성 붕괴, 삼중 수소

핵 핵분열이란 무엇입니까

핵 핵분열은 핵을 작은 입자로 분할하는 것입니다. 이 작은 입자를 단편이라고합니다. 종종 핵분열의 생성물에는 중성자 및 감마선이 포함됩니다. 핵분열 반응은 많은 양의 에너지를 방출 할 수 있습니다. 이 반응은 다음과 같이 두 가지 방식으로 발생할 수 있습니다.

중성자 폭격

이것은 크고 불안정한 동위 원소가 고속 중성자로 폭격되는 비범 반응입니다. 이 가속화 된 중성자는 동위 원소가 핵분열을 겪게합니다. 먼저, 중성자는 동위 원소의 핵과 결합된다. 새로운 핵은 더 불안정하다. 따라서, 핵분열 반응을 겪습니다. 핵분열은 다른 동위 원소가 핵분열을 겪게 할 수있는 더 많은 중성자를 생성합니다. 이것은 연쇄 반응으로 만듭니다. 이것을“핵 연쇄 반응”이라고합니다.

메커니즘 - 이진 핵분열

핵분열은 이진 핵분열이라는 특수 메커니즘을 통해 발생합니다 . 원자의 핵은 아 원자 입자 (중성자와 양성자) 사이의 핵력의 존재로 인해 구형 형태를 가져옵니다. 핵이 가속 된 중성자를 포착하면 핵의 구형 모양이 변형됩니다. 이것은 두 개의 엽으로 모양을 형성합니다. 이 엽 형성은 아 원자 입자가 서로 분리되도록합니다. 폭격의 속도가 충분하다면, 두 개의 로브는 완전히 분리 될 수 있으며, 핵 세력이 이제 로브를 함께 고정하기에 충분하지 않기 때문에 두 개의 조각이 형성 될 수 있습니다. 여기에서 매우 많은 양의 에너지가 방출됩니다. 이 에너지는 원자 입자 사이의 강한 핵력이 에너지로 전환되는 핵에서 나옵니다.

그림 01 :핵의 이진 핵분열 단계. 여기서 두 조각은 같은 크기로 간주됩니다. 그러나 한 제품은 실제로 다른 제품보다 작습니다.

방사성 붕괴

이것은 자발적인 과정입니다. 불안정한 동위 원소는 방사성 붕괴를 겪습니다. 이 과정에서, 동위 원소의 핵의 아 원자 입자는 상이한 형태로 변환되어 다른 요소를 초래한다. 이 제품은 더 안정적이며 불안정한 동위 원소는 모든 원자가 안정이 될 때까지 방사성 붕괴를 겪습니다.

이 과정에서 불안정한 동위 원소는 방사선을 방출하여 에너지를 잃습니다. 방사성 붕괴는 알파 입자와 베타 입자로 구성된 방사선을 초래할 수 있습니다. 방사성 물질의 붕괴는 "반감기"라는 용어를 통해 측정됩니다. 재료의 반감기는 초기 질량의 절반이되기 위해 그 재료가 취한 시간입니다.

그림 2 :핵분열 반응

위의 이미지는 중성자 폭격으로 인해 발생하는 핵분열 반응을 보여줍니다. 중성자는 우라늄 -235 동위 원소에 부딪 히고 우라늄 -236 원자를 형성합니다. 매우 불안정합니다. 따라서, 그것은 많은 양의 에너지와 함께 바륨 -144, 크립톤 -89, 그리고 더 가속화 된 중성자로 나뉘어진다.

핵 융합이란 무엇입니까

핵 융합은 두 개의 작은 원자의 조합으로 큰 원자를 생성하여 에너지를 방출합니다. 이것은 고온 및 압력 조건에서 발생합니다. 때때로, 핵 조합은 둘 이상의 큰 원자를 초래할 것이다. 계산되면 반응물과 제품 사이에 질량 차이가 있습니다. 이 누락 된 질량은 에너지로 변환됩니다. 질량의 차이는 핵 결합 에너지의 차이로 인해 발생합니다.

핵 융합 반응은 태양에서 가장 일반적으로 발견됩니다. 태양에서 방출 된 에너지는 태양 내부에서 발생하는 핵 융합 반응의 결과입니다. 핵 결합 에너지는 핵 내부에 양성자와 중성자를 함께 유지하는 데 필요한 에너지입니다. 양성자는 긍정적으로 하전되고 서로를 격퇴하기 때문에 그들을 함께 붙잡는 강력한 매력적인 힘이 있어야합니다. 작은 핵에 관해서는, 수의 수의 수가 존재한다. 따라서, 반발이 줄어 듭니다. 여기서 매력이 더 높습니다. 따라서, 핵의 결합은 두 핵 사이의 높은 인력으로 인해 추가 에너지를 방출 할 것이다. 그러나 더 큰 핵 조합의 경우 에너지가 방출되지 않습니다. 두 핵 사이에 높은 반발을 일으키는 양성자가 더 많기 때문입니다.

더 많은 양성자의 존재로 인해 핵 사이에 반발을 일으키기 때문에 더 무거운 핵 사이의 핵 융합은 발열이 아닙니다. 그러나 양성자들 사이의 높은 인력으로 인해 가벼운 핵은 핵심 융합 반응을 겪습니다.

그림 3 :태양의 핵 융합 반응

Sun은 별입니다. 열과 빛의 형태로 많은 양의 에너지를 생성합니다. 이 에너지는 햇볕에 발생하는 융합 반응에서 비롯됩니다. 융합 반응은 중수소 및 삼중습의 핵의 융합을 포함한다. 이 반응에 의해 주어진 최종 제품은 헬륨, 중성자 및 많은 에너지입니다.

핵분열과 퓨전의 차이

정의

핵분열 : 핵분열은 핵을 더 작은 입자로 분할하여 많은 양의 에너지를 방출하는 것입니다.

핵 융합 : 핵 융합은 큰 원자 방출 에너지를 생성하기 위해 두 개의 작은 원자의 조합입니다.

자연 발생

핵분열 : 핵분열 반응은 본질적으로 일반적이지 않습니다.

핵 융합 : 핵 융합 반응은 태양과 같은 별에서 일반적입니다.

요구 사항

핵분열 : 핵분열 반응은 고속 중성자를 필요로 할 수 있습니다.

핵 융합 : 핵 융합 반응에는 고온 및 고압 조건이 필요합니다.

에너지 생산

핵분열 : 핵분열 반응은 높은 에너지를 생성합니다.

핵융합 : 광 핵의 핵 융합 반응은 매우 높은 에너지를 생성하는 반면, 중질 핵의 핵 융합 반응은 에너지를 방출하지 않을 수 있습니다.

예제

핵분열 :   우라늄 -235의 중성자 폭격 및 불안정한 동위 원소에서의 방사성 붕괴는 핵 hisson의 예입니다. 

핵 융합 : 핵 융합 반응은 중수소와 삼중습 사이의 융합으로 가장 일반적으로 발견됩니다.

결론

원자 핵분열 및 핵 융합 반응은 원자의 핵이 자발적이거나 자발적이지 않은 방식으로 변화를 겪을 때 발생합니다. 이러한 반응은 초기 요소가 아닌 새로운 요소를 생성합니다. 핵분열과 융합의 차이점은 핵 핵분열이 원자를 작은 입자로 분할하는 반면, 핵 융합은 작은 원자의 조합으로 큰 원자를 형성한다는 것이다.