Sisu
- Peamine erinevus:
- Võrdlusdiagramm:
- Mis on tuuma lõhustumine?
- Mis on tuumasüntees?
- Tuuma lõhustumine VS. Tuumasüntees:
Peamine erinevus:
Mõlemad on tuumaprotsessid, mille käigus aatomid muudetakse energia tootmiseks. Tuuma lõhustumise ja tuumasünteesi erinevus seisneb selles, et raske tuum jaguneb tuuma lõhustumisel kaheks väikeseks tuumaks, kaks rasket tuuma aga moodustavad tuumasünteesil raske tuuma.
Võrdlusdiagramm:
| Tuuma lõhustumine | Tuumasüntees | |
| Definitsioon | Suure aatomi tükeldamist kaheks või enamaks väikeseks aatomiks nimetatakse tuuma lõhustumiseks. | Kahe või enama väikese aatomi liitmist üheks suureks aatomiks nimetatakse tuumasünteesiks. |
| Reaktsiooni tüüp | See on ahelreaktsioon | See ei ole ahelreaktsioon |
| Nõuded | Tuuma lõhustumise käivitamiseks pole vajalik kõrge temperatuur. | Tuumasünteesi alustamiseks on vajalik väga kõrge temperatuur. |
| Protsess | See toimub raske tuuma neutronitega pommitamisel. | See viiakse läbi väikeste tuumade kuumutamisel kõrgel temperatuuril. Neutronite pommitamine pole vajalik. |
| Etümoloogia | Lõhustumine tähendab purustamist või tükeldamist. | Fusioon tähendab kombinatsiooni või ühinemist |
| Kasutage | Tuuma lõhustumist kasutatakse tuumareaktorites, kuna seda saab juhtida. | Tuumasünteesi ei kasutata energia tootmiseks, kuna seda ei saa kontrollida. |
| Näide | Uraani tükeldamine | Vesiniku tuumade kombinatsioon heeliumituumade, vesinikupommi moodustamiseks. |
Mis on tuuma lõhustumine?
Albert Einsteini ennustus, et tuuma jagunemise tõttu on võimalik mass muuta energiaks. Ta alustas katseid 1939. aastal ja ühe aasta pärast ehitas Enrico Fermi tuumareaktori. Tuuma lõhustumist avastasid Saksa teadlased Lise Meitner, Otto Hahn ja Fritz Strassmann. Tuuma lõhustumine toimub siis, kui ebastabiilsele isotoobile pommitatakse kiireid osakesi, neutroneid. Neutronid kiirendatakse ja sulatatakse isotoopideks, mis põhjustavad lõhustumist, purunevad väikesteks osakesteks. Lõhustumisprotsessi ajal kiireneb neutron ja see jõuab sihttuuma, mis enamikus tuumareaktoris on uraan. See lõhestab sihttuuma ja lagundab selle väikesteks isotoopideks, kolmeks kiireks neutroniks ja suureks energiakoguseks. Toodetud energiat kasutatakse tuumareaktorites vee soojendamiseks ja elektrienergia tootmiseks. Kiiretest elektronidest saavad mürsud, mis algatavad muid lõhustumisreaktsioone, mida nimetatakse ahelreaktsioonideks. Radioaktiivsed jäätmed tekivad lõhustumisreaktsiooni kõrvalsaadusena, mille tulemuste ohtliku taseme kaotamine võtab tuhandeid aastaid. Tuuma lõhustumisreaktoritega tuleb nende jäätmete ja nende ladustamiseks transportimise jaoks kasutada kaitsemeetmeid.
Mis on tuumasüntees?
Fusioon toimub kahe madala massiga isotoobi (enamasti vesiniku isotoopide) ühinemisel äärmuslikel temperatuuridel ja rõhul. Termotuumasünteesi reaktsioon annab päikesele võimu. Triitiumi ja deuteeriumi aatomid ühinevad kõrgel temperatuuril ja rõhul, et saada neutroni ja heeliumi isotoop. Lisaks sellele eraldub tohutul hulgal energiat, mis on palju suurem kui lõhustumisreaktsiooni energia. Teadlased jätkavad tööd tuuma lõhustumise kontrollimiseks termotuumasünteesi reaktori tootmiseks elektri tootmiseks. Teadlaste arvates tekitab termotuumareaktsioon vähem radioaktiivseid materjale kui lõhustumisreaktsioon, seega on sellel piiramatu kütusevarustus, mida saab kasutada erinevateks võimalusteks. Kuid kinnises ruumis on raske reageerida, seega on selle kasutamisel suur väljakutse. Tuumasüntees saavutati vesinikupommi reaktsioonil esimest korda. Seda kasutatakse ka erinevates katseseadmetes energia tootmiseks.
Tuuma lõhustumine VS. Tuumasüntees:
- Nii tuumalõhustumise kui ka termotuumasünteesi protsessid on üksteisega vastupidised.
- Tuuma lõhustumine on odavam, samas kui tuumasüntees on kallim.
- Tuuma lõhustumine piirdub kergemates tuumades, tuumasüntees aga suuremates tuumades.
- Tuuma lõhustumine on eksotermiline reaktsioon, tuumasüntees on aga endotermiline reaktsioon.
- Tuuma lõhustumisel eraldub märkimisväärne kogus energiat
- Termotuumareaktsioonis on eraldunud energia väga suur kui lõhustumine
- Lõhustumisreaktsiooni lähteelementidel on suurem aatomi number kui reaktsiooni produktidel. Näiteks laguneb uraan strontsiumiks ja krüptooniks.
- Termotuumareaktsiooni produktidel on rohkem neutroneid ja prootoneid kui lähteelementidel. Näiteks vesinik sulandub vesinikuga, moodustades heeliumi.
- Tuuma lõhustumine toimub looduslikult maa peal. Näiteks toimub uraani spontaanne lõhustumine ainult siis, kui uraani on piisavalt. Tuumasünteesi ei toimu. See toimub tähtedes.
