소개
광 원소 사이의 원자 반응이 무거운 원자를 생성하는 메커니즘은 핵 융합 (철까지)으로 알려져 있습니다. 상호 작용 핵이 낮은 원자 수 (예 :수소 [원자 번호 1] 및 동위 원소 중부 및 삼중 수소)가있는 원소에서 상당한 양의 에너지가 생성됩니다. 핵 융합의 엄청난 에너지 잠재력은 처음에 2 차 세계 대전 후 10 년 동안 생성 된 수소 폭탄으로 알려진 열핵 무기로 활용되었습니다.
융합 반응
퓨전 반응은 태양을 포함한 별의 주요 에너지 원입니다. 열 핵 과정과 뉴 클레오스 합성이 장기간 스팬에 걸쳐 조성 변화를 유도함에 따라, 별의 진화는 수많은 단계를 통한 진행으로 볼 수있다. 수소 (H)의 "연소"는 별의 융합 에너지 원을 시작하여 헬륨 (HE)의 생산을 초래합니다. 헬륨을 만들기 위해 화상을 입는 가장 가벼운 요소를 포함하는 융합 과정도 실용적인 융합 에너지를 생성하는 데 사용됩니다.
실제로, 무거운 수소 동위 원소, 중수소 (D) 및 삼중 수소 (T)는 서로 더 효율적으로 반응하여 융합 할 때 두 개의 수소 핵보다 반응 당 더 많은 에너지를 생성합니다. (단일 양성자는 수소 핵을 구성합니다. 하나의 양성자와 하나의 중성자는 중수소 핵을 구성하고, 하나의 양성자와 두 개의 중성자는 삼중 수 핵을 구성합니다.)
핵 퓨전
퓨전은 매우 가벼운 핵이 융합하여 무거운 원자를 생성하는 과정입니다.
융합의 생성물은 반응물보다 더 높은 결합 에너지를 갖는다. 질량 결함의 결과로 막대한 양의 에너지가 방출됩니다. 부산물이없는 핵분열보다 제품의 그램 당 더 많은 에너지를 생산합니다.
핵 융합은 엄청난 양의 에너지를 방출하지만, 에너지 생산에는 다음과 같이 사용되지 않습니다.
- 반응은 현재 수확량보다 시작하기 위해 더 많은 에너지가 필요합니다.
- 생성 된 열이 너무 커서 격리 용기가 녹습니다.
핵 융합이 에너지를 요구하는 이유는 다음과 같습니다.
- 두 핵이 강한 핵무기가 결합하기 위해 연결하기에 충분히 가까워 야합니다. 그러나 양성 핵이 접근 할 때, 정전기 반발력은 핵력보다 강하다. 반발력을 극복하려면 핵이 극도로 활동적이어야합니다.
- 고온 (수백만도 섭씨)이 필요하며, 이는 원자를 포함하는 동안 얻는 데 어려움이 있습니다.
핵분열 반응의 예
핵분열
큰 핵 (230보다 큰 질량 수)은 두 개 이상의 조각으로 분할되기 쉽다. 이것은 핵분열이라고합니다.
핵분열은 자연적인 일이 아닙니다. 느린 중성자가 불안정한 핵과 충돌 할 때만 발생할 수 있습니다. 핵은이 붕괴 과정에서 거의 동일한 두 개의 핵으로 나뉘어 여러 자유 중성자와 대량의 에너지를 방출합니다.
.이 핵은 더 안정적 인 원소의 동위 원소입니다. 혼자 남겨두면 알파 또는 베타 입자를 생성하면 방사능으로 부패합니다. 3 개의 중성자가 평균적으로 방출됩니다. 중재자에 의해 속도가 느려지면 다른 핵 (흑연, 헤비 물 및 베릴륨과 같은 매체가 더 천천히 이동하게하는 베릴륨)에 흡수 될 수 있습니다.
이 핵분열 반응에서
- 질량 숫자 균형은 :235+1 =90+143+3 입니다
- 원자 번호 균형은 92 =36+56 입니다
- 평균적으로 3 개의 중성자가 출시됩니다.
핵 융합과 핵 핵분열의 차이
| 핵 퓨전 | 핵분열 |
| 핵 융합은 둘 이상의 작은 원자가 함께 융합되어 큰 원자를 생성하는 핵 반응입니다. | 핵분열은 무거운 원자가 둘 이상의 가벼운 원자로 분할되는 핵 반응입니다. |
| 핵 융합 과정은 우주 주변에서 발견 될 수 있습니다. 모든 별에서 에너지를 생성하는 데 사용됩니다. | 핵분열은 자연적인 일이 아닙니다. |
| 핵분열 반응보다 에너지 출력이 더 높습니다. | 엄청난 양의 에너지를 생성합니다. |
| 절차는 많은 열과 압력이 필요합니다. | 원자를 두 개로 나누면 에너지가 거의 필요하지 않습니다. |
