Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe verhoudt de energie die door fusie wordt vrijgegeven in grootte met die splijting?

Fusiereacties geven aanzienlijk meer energie vrij dan splijtingsreacties per massa -eenheid. Hier is een uitsplitsing:

* fusie: Betreft het samenvoegen van lichte atoomkernen (zoals waterstofisotopen) om zwaardere kernen (zoals helium) te vormen. Dit proces geeft enorme hoeveelheden energie vrij, omdat een deel van de massa wordt omgezet in energie volgens Einstein's beroemde vergelijking E =MC².

* splijting: Betreft het splitsen van zware atoomkernen (zoals uranium) in lichtere kernen. Dit proces geeft ook energie vrij, maar minder dan fusie voor dezelfde hoeveelheid massa.

Hier is een ruwe vergelijking:

* fusie: Brengt ongeveer 10 miljoen keer meer energie per eenheidsmassa uit dan splijting.

* splijting: Brengt ongeveer 1 miljoen keer meer energie per eenheidsmassa vrij dan brandende fossiele brandstoffen.

Voorbeeld: De fusie van 1 gram deuterium en tritium (waterstofisotopen) brengt ongeveer 250 miljoen kilowattuur van energie af, gelijk aan het verbranden van 10.000 ton steenkool.

Waarom het verschil?

* bindende energie: De kernen van zwaardere elementen zijn minder strak gebonden dan die van lichtere elementen. Wanneer lichtere kernenzekel, geven ze het energieverschil in hun bindende energieën vrij.

* Massafefect: Sommige massa gaat verloren in zowel fusie als splijting, maar het massa -defect is groter in fusie, wat resulteert in een grotere energie -afgifte.

Het is echter belangrijk op te merken:

* Fusion is veel moeilijker te bereiken: Het vereist extreem hoge temperaturen en druk om de elektrostatische afstoting tussen kernen te overwinnen.

* splijting is gemakkelijker beschikbaar: Perslijstenbaar materiaal zijn gemakkelijker beschikbaar en gemakkelijker te hanteren dan fusiebrandstof.

Samenvattend: Fusiereacties geven aanzienlijk meer energie af dan splijtingsreacties, maar ze zijn veel moeilijker te controleren en te bereiken.