Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe verhouden neutronen elektronen en protonen zich tot kernenergie?

Dit is hoe neutronen, elektronen en protonen zich verhouden tot kernenergie:

De kern:het hart van kernenergie

* protonen en neutronen: Deze deeltjes bevinden zich in de kern van een atoom.

* Sterke nucleaire kracht: Protonen, positief geladen, zouden elkaar normaal afgestoten. Maar een krachtige kracht, de sterke nucleaire kracht, bindt protonen en neutronen samen in de kern. Deze kracht is wat de kern bij elkaar houdt en is de bron van kernenergie.

* Atomisch nummer en isotopen: Het aantal protonen in een atoom definieert zijn atoomnummer en het element. Verschillende versies van hetzelfde element met verschillende aantallen neutronen worden isotopen genoemd.

* onstabiele kernen: Sommige isotopen hebben een onstabiele kern, wat betekent dat de balans van protonen en neutronen niet ideaal is. Deze isotopen zijn radioactief, wat betekent dat ze de neiging hebben om energie af te breken en energie af te geven in de vorm van straling.

Nucleaire reacties en energieafgifte

* Nucleaire splijting: Dit is het proces waarbij een neutron een zware kern slaat (zoals uranium-235), waardoor het opsplitst in twee of meer lichtere kernen. Deze splitsing geeft een enorme hoeveelheid energie vrij, voornamelijk in de vorm van kinetische energie van de splijtingsproducten en neutronen. Deze neutronen kunnen vervolgens meer splijtingsgebeurtenissen veroorzaken, wat leidt tot een kettingreactie. Dit is hoe kerncentrales elektriciteit genereren.

* kernfusie: Dit is het proces waarbij lichtkernen (zoals waterstofisotopen) combineren om een ​​zwaardere kern te vormen. Dit proces brengt nog meer energie uit dan splijting, maar vereist extreem hoge temperaturen en druk om de elektrostatische afstoting tussen de positief geladen kernen te overwinnen. Dit is hoe sterren energie produceren.

De rol van elektronen

* elektronen zijn niet direct betrokken bij nucleaire reacties. Ze draaien de kern en zijn in de eerste plaats verantwoordelijk voor chemische reacties.

* elektronen kunnen worden beïnvloed door nucleaire reacties: Wanneer een kern splijting of fusie ondergaat, geeft deze energie vrij, die omliggende atomen kan ioniseren, waardoor ze van hun elektronen worden gestript. Deze ionisatie kan leiden tot de productie van elektriciteit in een kerncentrale.

Samenvattend

Kernenergie is afkomstig van de sterke nucleaire kracht die protonen en neutronen samenbindt in de kern van een atoom. Onstabiele kernen kunnen energie vrijgeven door splijting of fusie, processen waarbij de protonen en neutronen worden gemanipuleerd. Hoewel elektronen niet direct betrokken zijn bij deze nucleaire reacties, kunnen ze worden beïnvloed door de vrijgegeven energie, die kan worden benut voor verschillende toepassingen.