فرق شکافت و همجوشی هسته ای(قابل استفاده برای سوم راهنمایی)
در فرآیند همجوشی (فوزیون یا گداخت) دو هسته سبک را به شدت به هم نزديك مي كنيم، تا با یکدیگر همجوشی کرده و هسته ایی سنگین تر از خود به وجود آورند در اثر اين واكنش انرژي زيادي بصورت نور و گرما آزاد مي شود. (اين واكنش در واقع همان همان واكنشي است در داخل خورشيد وستارگان رخ مي دهد و منجر به آزاد شدن انرژي مي شود). اما چون هسته ها دارای بار الکتریکی مثبت هستند، نیروی دافعه الکترواستاتیکی بین آنها، مانع بزرگی برای نزدیک کردن هسته ها است، بطوریکه در فواصل خیلی نزدیک این دافعه فوق العاده زیاد است. برای حل این مشکل لازم است به هستهها آنقدر سرعت دهیم که از سد کولنی یکدیگرعبور کرده و وارد قلمرو هسته ای شوند، از آن به بعد به شدت همدیگر را جذب مي كنند و اتمي سنگين تر توليد مي كنند و مقداري انرژي آزاد مي كنند. اما از آنجا که سرعت ذرات یک گاز با درجه حرارت گاز رابطه مستقیمی دارد، لذا اگر دمای گاز را تا حد چندین میلیون درجه سانتیگراد بالا ببریم، سرعت لازم برای عبور از این مانع بدست می آید. همجوشی هسته ای یک منبع انرژی پتاسیل است که پایدار کردن ان تا حدودی مشکل هست، ولی اکنون دانشمندان در تلاشند تا با ساخت ماشین های در حوزه همجوشی هسته ای، سرعت واکنش را به حدی کاهش دهند که واکنش همجوشی قابل کنترل شده و بتواند برای مقاصد صلح جویانه ای مانند تولید برق مفید باشد. -برای انجام فرایند همجوشی باید تراکم گاز خیلی زیاد و دما در حدود ۵۰ میلیون درجه کلوین شود، در این وضع الکترون ها از اتم ها جدا شده وگاز کاملا یونیده می شوند و هسته ها در دریایی از الکترونها غرق می شوند. چنین مجموعه ای از ذرات باردار با چگالی بالا را پلاسما می نامند. (در داخل ستارگان یا خورشید ماده به صورت پلاسما است). در این حالت هسته ها به حد کافی به هم نزدیک شده از سد کولنی یکدیگر عبور کرده، وارد قلمرو هسته ای خواهند شد و یک نیروی جاذبه هسته ای قوی بین هسته ها ظاهر می شود که سبب ترکیب هسته ها می شود. هسته های ترکیب یافته ناپایدار هستند و با تجزیه به ذرات دیگر، خود را به حالت پایا می رسانند. چون انرژی بستگی هسته درحالت پایا کمتر از انرژی هسته مرکب است، پس از تجزیه هسته مرکب این تفاوت انرژی همبستگی هسته ها بصورت انرژی جنبشی محصولات تجزیه آزاد می شود. در واکنش همجوشی علاوه بر تولید انرژی، بسته به نوع واکنش، پروتون یا نوترون یا ذره آلفا نیز تولید می شود. مقدار انرژی حاصل از واکنش و احتمال انجام واکنش به انرژی جنبشی مواد واکنش کننده ها وابسته می باشد. مقرون به صرفه ترين واكنش همجوشي قابل کنترل در یک رآكتور گداخت، واكنش دوتریوم با تریتیوم است، که از این واکنش یک اتم هلیوم و یک نوترون پر انرژي و به مقدار انرژی تولید می شود. دوتریوم و تریتیوم، سوخت قابل احتراق همجوشی راتشکیل می دهند، (هسته دوتریوم از یک نوترون و یک پروتون، و هسته تریتیوم از دو نوترون و یک پروتون تشکیل می یابد) و تحقیقات انجام شده نشان می دهد که اقیانوس ها، دریاچه های آب شیرین و رودخانه ها در برگیرنده دوتریوم، کافی هستند و به سادگی قابل استخراج کردن است. ولی ترینیوم یک ماده رادیواکتیو گسیلنده ذره بتا با نیم عمر 12.3 سال، کمیاب است. موجودی تریتیوم در اقیانوس ها، نزدیک به 20 کیلوگرم بر آورد می شود . یک نیروگاه در هر روز کاری نزدیک به 153 گرم تریتیوم مصرف می کند.
مزیّت گداخت هسته ای نسبت به شکافت هسته ای در این است که: اولاً سوخت اینگونه نیروگاه ها به سادگی قابل تهیه هست. دوماً ماده رادیواکتیو کمتری تولید می کنند وزباله اصلی باقی مانده پس از گداخت هسته ای هلیم هست که رادیواکتیو نیست. از اینرو اگرچه انرژی حاصل از گداخت هسته ای معادل %10 انرژی حاصل از شکافت هسته ایست اما گداز هسته ای همچنان منبع بهتری برای انرژیست.
نوشته های یک دبیر شیمی