تأتي الطاقة الكاملة التي ننتجها من المركبات الأساسية والدورات الفعلية. يتم زراعة هذا في الغالب إلى الأبد عن طريق استهلاك المواد القائمة على الكربون مثل الخشب والفحم والغاز - أو عن طريق معالجة الطاقة من الشمس والرياح والمياه. الانشطار والاندماج هما دورتان فعليتان تنتجان مقاييس هائلة للطاقة من الجسيمات.
الانشطار مقابل الانصهار
يتمثل الاختلاف بين الانشطار والاندماج في أن الانشطار هو تقسيم الجسيم إلى جزأين متواضعين على الأقل ، في حين أن الاندماج هو تشابك ما لا يقل عن ذرتين أكثر تواضعًا في جسيم أكبر. في الانشطار الذري ، يعتبر اليورانيوم أحد عوامل التنشيط المستخدمة بشكل عام. في الاندماج الذري ، تستخدم نظائر الهيدروجين كوقود.
إذا كانت نواة ذرة مهمة - مثل اليورانيوم - تمتص نيوترونًا ، يمكن أن تصبح النواة غير مستقرة ومنقسمة. هذا غالبا ما يسمى الانشطار. يطلق الانشطار طاقة ضمن نوع الحرارة. على الرغم من أن الانشطار يمكن أن يحدث بشكل طبيعي ، فإن الانشطار ، كما هو الحال في الوقت الحاضر ، يكون في بعض الأحيان نشاطًا متعمدًا من صنع الإنسان.
يمكن أن يكون الاندماج استجابة يتم من خلالها دمج ما لا يقل عن قلبين نوويين على حدود ما لا يقل عن جوهر نووي واحد مميز وجسيمات دون ذرية (نيوترونات أو بروتونات). الانصهار هو الدورة التي تمد النجوم المتتالية الديناميكية أو الأساسية ونجوم مختلفة عالية الطول ، أينما يتم تسليم كميات من الطاقة.
جدول المقارنة بين الانشطار والانصهار
| معلمات المقارنة | الانشطار النووي | انصهار |
| تعريف | الانشطار هو انقسام جسيم ضخم إلى جزئين أو أكثر. | الاندماج هو اندماج جسيمين أخف وزنًا على الأقل في جسيم واحد أكبر. |
| الردود التي تحدث بشكل طبيعي | هذا النوع من الاستجابة لا يحدث أبدًا في الحالات النموذجية | يحدث هذا النوع من الاستجابة في الشمس والنجوم. |
| خلق أو الاستفادة من الطاقة | في حالة الانشطار ، يلزم وجود سماكة عالية ودرجة حرارة عالية حتى تحدث الاستجابة. | بينما في الاندماج الذري هناك حاجة إلى الحد الأدنى من المادة والنيوترونات التي تتحرك بسرعة. |
| الحاجة للطاقة | مقياس الطاقة التي يتم تسليمها في استجابة الانشطار أقل من الطاقة التي يتم توفيرها أثناء الانصهار. | وصول الطاقة أثناء استجابة الاندماج أعلى بكثير من استجابة الانشطار. |
| شرط رد الفعل | في حالة الانشطار ، يلزم وجود سماكة عالية ودرجة حرارة عالية حتى تحدث الاستجابة. | بينما في الاندماج الذري هناك حاجة إلى الحد الأدنى من المادة والنيوترونات التي تتحرك بسرعة. |
ما هو الانشطار؟
في حالة الانشطار ، ينفصل جوهر الجزيء إلى قلبين أخف وزنًا. قد يحدث التفاعل بشكل غير متوقع بشكل نموذجي أو قد يتم تحريضه من خلال إثارة اللب مع مجموعة متنوعة من الجسيمات (على سبيل المثال ، النيوترونات أو البروتونات أو الديوترونات أو جسيمات ألفا) أو مع موجة كهرومغناطيسية مثل أشعة جاما. في حالة الانشطار ، يتم تسليم كمية كبيرة من الطاقة ، ويتم صنع عدة نيوترونات مربعة. ستعمل هذه النيوترونات على تحفيز الانفصال خلال نواة قريبة من المواد الانشطارية وتوصيل الكثير من النيوترونات التي قد تعيد تشكيل المجموعة ، مما يؤدي إلى استجابة متتالية يتم من خلالها بث النوى غير المعدودة وتوفير حياة مذهلة من الطاقة.
مقياس الكتلة المفقودة في الانشطار يعادل حوالي 3.20 × 10−11 ج من الطاقة. يحدث نظام الانقسام هذا في الغالب عندما يتم ضرب نواة ضخمة غير مستقرة (مما يعني أن هناك درجة معينة من الارتباك في اللب بين قوة كولوم والقوة الذرية الصلبة) يتم ضربها بواسطة نيوترون دافئ منخفض الطاقة. على الرغم من وجود المزيد من النوى المتواضعة عند حدوث الانقسام ، فإن الانشطار يوفر أيضًا النيوترونات.
للنظائر عائد تقسيم مستقل ، وهو احتمال أن يتم تكوينها في مناسبة فراق عشوائية. تشير هذه الطبيعة الاحتمالية للانقسام إلى أن كل مناسبة فراق وما يتبعها من كتلة ونقل طاقة فريدة من نوعها. في Fusion ، هناك ميل لإنتاج قطع بأرقام بروتونية متساوية ، وهو ما يُعرف بالتأثير الفردي والزوجي على تخصيص شحنة الأقسام.
ما هو فيوجن؟
يتم إنشاء قوة الاندماج من خلال تجهيز الحرارة الناتجة عن الاستجابات المركبة لتوفير الطاقة. تعمل مثل هذه الاستجابات على تشابك قلبين نوويين أخف لتأطير نواة أثقل ، وبالتالي توفير الطاقة. يتحكم الاندماج في الشمس وكامل نجوم الكون. إن تجهيز الطاقة المركبة على الأرض من شأنه أن يعطي مقياسًا غير محدود بشكل أساسي للطاقة المستدامة لتزويد متطلبات إجمالي السكان النامي.
تفاعل الاندماج الذي ينتج نوى أخف من الحديد ستة وخمسين أو اثنين وستين من النيكل سوف يزود الكهرباء بشكل كبير. تحتوي هذه المواد المضافة على كتلة لمس لكل نواة وكهرباء محدودة كبيرة وفقًا للنيكلون. مزيج من النوى أخف من تلك التي توصل الكهرباء (تفاعل طارد للحرارة) ، في حين أن خليط النوى الثقيلة يجلب الكهرباء تقريبًا من خلال نواة الجسم ، ويكون التفاعل التالي ماصًا للحرارة.
استجابات الاندماج هي من نوعين أساسيين ، الأول ، تلك التي تحمي عدد البروتونات والنيوترونات ، والثاني ، تلك التي تتضمن تغيرًا بين البروتونات والنيوترونات. تعتبر الاستجابات من النوع الرئيسي مهمة بشكل عام لتوليد الطاقة المختلطة المنطقية ، على الرغم من أن تلك من النوع اللاحق ضرورية لبدء استهلاك النجوم. في Fusion ، لا توجد مادة مستنفدة للأوزون ، أو رماد ، أو أمطار غزيرة تآكل ، ولا توجد فرصة للاستجابة المتفشية أو الطوارئ التي يمكن أن تشكل خطراً على الرفاهية العامة مع خطر توسع ضئيل.
الاختلافات الرئيسية بين الانشطار والانصهار
استنتاج
يتطلب استخدام الانشطار والاندماج لتوليد الطاقة تطورات وتصميمات مختلفة تمامًا. مع الفراق ، يحدث انفصال النوى الثقيلة (اليورانيوم والبلوتونيوم) بشكل فعال - وتسريع معظم الاستجابات (أي إنتاج المزيد من النيوترونات لتقسيم المزيد من الجزيئات لكل استجابة). لذا فإن تقسيم التجهيزات (في محطات الطاقة الحرارية التقليدية) يحتاج إلى تصميم لتوجيه الاستجابات والأطر الأمنية للتكيف مع المواقف المؤسفة. الانصهار فريد للغاية. إن تقييد النوى الخفيفة الشبيهة بالهيدروجين معًا لا يحدث في درجة حرارة الغرفة - بالتأكيد ، نحتاج إلى تجاوز درجة الحرارة عند النقطة المحورية للشمس لجعلها تتحرك (100 مليون درجة مئوية). بقدر ما قد نشعر بالقلق ، فإن الاختبار هو صنع غاز ساخن للغاية من القوى ، والتحكم فيه والحد منه ، وإطلاق استجابات الانشطار. هذا هو السبب في أن الاندماج لا يزال في مرحلة العمل المبتكر - والفراق يصنع القوة الآن.
