Fuziune nucleară | procesul de obținere a unui singur nucleu greu din două nuclee mai ușoare
Fuziunea nucleară este procesul de formare a unui singur nucleu greu (parte a unui atom) din două nuclee mai ușoare. Acest proces se numește reacție nucleară. Acesta eliberează o cantitate mare de energie.
Nucleul rezultat în urma fuziunii este mai greu decât oricare dintre nucleele inițiale. Cu toate acestea, nu este la fel de greu ca și combinația masei inițiale a nucleelor (atomilor) inițiale. Această masă pierdută este transformată în multă energie. Acest lucru este ilustrat în faimoasa ecuație E=mc 2a lui Einstein.
Fuziunea are loc în mijlocul stelelor, cum ar fi Soarele. Atomii de hidrogen fuzionează împreună pentru a produce heliu. Acest lucru eliberează o cantitate mare de energie. Această energie alimentează căldura și lumina stelei. Nu toate elementele pot fi unite. Elementele mai grele sunt mai greu de unit decât cele mai ușoare. Fierul (un metal) nu poate fuziona cu alți atomi. Acesta este motivul pentru care stelele mor. Stelele își unesc toți atomii pentru a forma atomi mai grei de diferite tipuri, până când încep să producă fier. Nucleul de fier nu poate fuziona cu alte nuclee. Reacțiile se opresc. În cele din urmă, steaua se va răci și va muri.
Pe Pământ este foarte dificil să se declanșeze reacții de fuziune nucleară care să elibereze mai multă energie decât cea necesară pentru a începe reacția. Motivul este că reacțiile de fuziune au loc numai la temperaturi și presiuni ridicate, cum ar fi cele din Soare, deoarece ambele nuclee au o sarcină pozitivă, iar pozitiv respinge pozitiv. Singura modalitate de a opri această respingere este de a face ca nucleele să se lovească unul de celălalt la viteze foarte mari. Acest lucru se întâmplă numai la presiune și temperatură ridicate. Singura abordare reușită până în prezent a fost cea a armelor nucleare. Bomba cu hidrogen folosește o bombă atomică (de fisiune) pentru a declanșa reacții de fuziune. Oamenii de știință și inginerii încearcă de zeci de ani să găsească o modalitate sigură și funcțională de a controla și de a limita reacțiile de fuziune pentru a genera electricitate. Aceștia mai au încă multe provocări de depășit înainte ca energia de fuziune să poată fi utilizată ca sursă de energie curată.
Soarele își generează energia prin fuziunea nucleară a nucleelor de hidrogen în heliu. În miezul său, Soarele fuzionează 620 de milioane de tone metrice de hidrogen în fiecare secundă.
Pagini conexe
- Nucleosinteza stelară
| Concepte de bază | Fuziune la rece - Clădire de izolare - Turn de răcire - Agenția Internațională pentru Energie Atomică - Dezastre nucleare - Energie nucleară - Politica în domeniul energiei nucleare - Inginerie nucleară - Explozie nucleară - Căderi nucleare - Fisiune nucleară - Combustibil nuclear - Fuziune nucleară - Topire nucleară - Fizică nucleară - Reacție nucleară - Reactor nuclear - Armă nucleară |
| Dezastrul de la Cernobîl - Dezastrul nuclear de la Fukushima - Accidentul de la Mayak - Accidente nucleare în Japonia - Accidentul de la Three Mile Island - Accidentul nuclear de la Tokaimura - Incendiul de la Windscale | |
| Centrala nucleară Fukushima Daiichi - Centrala electrică Zwentendorf | |
| Cărți și filme | Contestarea viitorului energiei nucleare - In Mortal Hands - Nuclear Nebraska - Nuclear sau nu? - Raportul privind situația industriei nucleare mondiale - Sindromul China - Cernobîl (HBO) |
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce este fuziunea nucleară?
R: Fuziunea nucleară este procesul de obținere a unui singur nucleu greu (parte a unui atom) din două nuclee mai ușoare. Acest proces se numește reacție nucleară și eliberează o cantitate mare de energie.
Î: Cum funcționează acest proces?
R: Nucleul obținut prin fuziune este mai greu decât oricare dintre nucleele de plecare, dar nu la fel de greu ca și combinația masei lor inițiale. Această masă pierdută este transformată în multă energie, ceea ce poate fi observat în celebra ecuație E=mc2 a lui Einstein.
Î: Unde are loc acest proces?
R: Fuziunea are loc în mijlocul stelelor, cum ar fi Soarele nostru, unde atomii de hidrogen sunt fuzionați pentru a crea heliu și pentru a elibera o mulțime de energie care alimentează căldura și lumina sa.
Î: Toate elementele pot fi unite prin fuziune?
R: Nu, elementele mai grele sunt mai greu de unit decât cele mai ușoare, iar fierul (un metal) nu poate fuziona deloc cu alți atomi. Acesta este motivul pentru care stelele mor atunci când își unesc toți atomii pentru a obține atomi mai grei, până când încep să producă fier, care nu mai poate fi fuzionat.
Î: Este ușor să se declanșeze reacții de fuziune nucleară pe Pământ?
R: Nu, este foarte dificil, deoarece aceste reacții au loc numai la temperaturi și presiuni ridicate, cum ar fi cele din Soare, din cauza faptului că ambele nuclee au sarcini pozitive care se resping reciproc, astfel încât trebuie să se lovească la viteze foarte mari pentru a reuși să fuzioneze cu succes.
Î: A reușit cineva să controleze sau să limiteze aceste reacții pentru a genera electricitate?
R: Nu încă - oamenii de știință și inginerii încearcă de zeci de ani, dar mai sunt încă multe provocări înainte ca energia de fuziune să poată fi folosită ca sursă de energie curată.
Î: Ce a avut succes până acum în ceea ce privește fuziunea nucleară?
R: Singura abordare reușită până în prezent a fost cea a armelor nucleare, unde bomba cu hidrogen folosește o bombă atomică (de fisiune) pentru a declanșa reacția.
