核分裂対核融合

さまざまな製品を生み出すさまざまなプロセス

マーク・ガーリック/ゲッティイメージズ

核分裂と核融合はどちらも大量の核を放出する核現象です。 エネルギー 、しかし、それらは異なる製品を生み出す異なるプロセスです。核分裂と核融合とは何か、そしてそれらをどのように見分けることができるかを学びましょう。

核分裂

核分裂 の場合に発生します。 原子の 核が 2 つ以上の小さな核に分裂します。これらの小さな核は、核分裂生成物と呼ばれます。通常、粒子 (中性子、光子、アルファ粒子など) も放出されます。これは 発熱過程 核分裂生成物の運動エネルギーとエネルギーをガンマ線の形で放出します。エネルギーが放出される理由は、核分裂生成物が親原子核よりも安定している (エネルギーが少ない) ためです。核分裂は、元素の陽子の数を変更すると本質的に元素が別の元素に変化するため、元素変換の一形態と見なすことができます。核分裂は自然に起こるかもしれません。 放射性同位体 、またはリアクターまたは武器で強制的に発生させることができます。

核分裂の例 :²³⁵₉₂+で¹₀ん→⁹⁰₃₈Sr +¹⁴³₅₄ビークル + 3¹₀n

核融合

核融合 プロセスです 原子核 融合してより重い原子核を形成します。非常に高温 (1.5 x 10 程度)⁷°C) 強い核力がそれらを結合できるように、核を一緒に強制することができます.核融合が起こると大量のエネルギーが放出されます。原子が分裂するときと結合するときの両方でエネルギーが放出されるというのは直感に反するように思えるかもしれません。核融合によってエネルギーが放出される理由は、2 つの原子が 1 つの原子よりも多くのエネルギーを持っているためです。陽子同士を十分に接近させて陽子間の反発力を克服するには、多くのエネルギーが必要ですが、ある時点で、それらを結合する強い力が電気的反発力を克服します。

原子核が合体するとき、余分なエネルギーが放出されます。核分裂と同様に、核融合もある元素を別の元素に変換することができます。たとえば、水素原子核は星の中で融合して元素を形成します ヘリウム .核融合は、原子核を強制的に集めて周期表の最新の元素を形成するためにも使用されます。核融合は自然界で起こりますが、地球ではなく星の中で起こります。地球上の核融合は研究所と武器でのみ発生します。

核融合の例

太陽で起こる反応は、核融合の例を提供します。

¹₁H +²₁中 →³₂彼

³₂彼 +³₂彼 →⁴₂彼 + 2¹₁ひ

¹₁H +¹₁中 →²₁H +⁰₊₁b

核分裂と核融合の区別

核分裂も核融合も、膨大な量のエネルギーを放出します。核分裂反応と核融合反応の両方が発生する可能性があります 核爆弾 .では、どうすれば核分裂と核融合を区別できるでしょうか?

• 核分裂は、原子核をより小さな破片に分解します。出発元素は、核分裂生成物よりも原子番号が大きい。たとえば、ウランは核分裂して生成することができます ストロンチウム と クリプトン .
• 核融合は原子核をつなぎ合わせます。形成された元素は、出発物質よりも多くの中性子または陽子を持っています。たとえば、水素と水素は融合してヘリウムを形成することができます。
• 核分裂は地球上で自然に発生します。例は、の自発的な分裂です ウラン 、十分な量のウランが十分に小さいボリュームに存在する場合にのみ発生します（まれです）.一方、核融合は地球上では自然には起こりません。核融合は恒星で起こります。