Atomjai különböző elemek különböző méretben és tömeges kezdve apró hidrogén atomi tömege 1 nagyobb elemeket, mint például az urán egy átlagos atomtömege 238 . Elképzelhető, természetes, vagy a biztosíték atomok együtt alkotnak nagyobb atomok egy másik eleme a folyamatot nevezzük fúzió. Hasonlóképpen lehetőség van arra , hogy szét atomok mind természetes és mesterségesen termelni kisebb atomok hasadás révén . Mind a maghasadás és fúzió magában a nukleáris reakció , és nem érhető el fizikai vagy kémiai változásokat. Atomic Structure
atomok áll mag a protonok és a neutronok körül egy felhő körül keringő elektronok . A nukleáris reakciók ez a mag , ami fontos . Protonok pozitívan töltött részecskéket , és a protonok száma jelöli a sejtmagban az elem . Például, az összes szén- atom hat protonok , míg az összes atom nitrogén hét protonok a sejtmagban. Módosítása megváltoztatja a protonok száma az elem . Neutronok semleges töltésű részecskék , és változhat atomok között az azonos elem. Példaként , a hidrogén atomok mindegyikének van egy protont , de lehet, hogy nulla, egy vagy két neutron függően izotóp . Kémiailag és fizikailag minden izotóp egy atom hasonlóan viselkednek . Együttesen , protonok és neutronok nevezik nukleonokból .
Atomic kötési energia
tömegét egy atom kisebb, mint az összege az egyes nukleonok az atommag . Ez az anomália abból a kötési energia tartja az atom egymáshoz. Ne feledje, hogy az energia és a tömeg kapcsolódnak , ahogyan azt Einstein híres egyenlete . Ily módon , a különbség a tömeg között az atom és az összege annak az atomi nukleonok kötési energiát. Az atom kötési energiája egy alfa- részecske , lényegében egy hélium atommag két protont és két neutront , több mint egy millió -szor nagyobb, mint az energia az atommag és az elektron .
Atomic kötési energia Curve
atom kötési energiát lehet osztani száma nukleonok az atommagban az egyes elemek , hogy készítsen egy grafikont . Ez a grafikon azt mutatja, hogy két izotóp a vas , Fe és Fe -56 -58, és a nikkel -62 izotóp Ni van a legtöbb szorosan kötődik magok . Elements kisebb a tömege, mint ezek az atomok érhetnek energiát magfúzió , és nehezebb elemek hozam energia maghasadás . Azonban a maghasadás és fúzió jellemzően elemek túlsó végén mindkét irányban .
Atommaghasadás
nehezebb elemek szét kisebb atomok , felszabadító elképesztő mennyiségű energiát a folyamatban. Fission egy gramm U – 238 bocsát ki több mint egymillió alkalommal felszabaduló energia elégetésével egy gramm földgáz. Sajnos, az U-238 spontán hasadás megy nagyon lassú sebességgel . Azonban, ha elég anyagot összegyűjtjük , az úgynevezett kritikus tömeget , hasadási lehet által kiváltott célzott a magot egy neutron . Mivel az U -238 atom kettéválik , további neutronok szabadulnak fel , amelyek szét további atomok . Más elemeket lehet használni a hasonló reakciók, mint például a Pu -239 . Miközben ezek a reakciók gyakran azonosítják a nukleáris reaktorok és a pusztítás a második világháború Hirosima és Nagaszaki , ércek Afrikában arra utalnak, hogy a Föld távoli múltban ez a lánc reakció természetesen előforduló .
Nukleáris fúzió
Fusion magában ötvözi a könnyebb elemek alkotnak nehezebb elemek . A legkézenfekvőbb hely a nukleáris fúzió saját napon. Belül a nap , a hidrogén atommagok olvasztott össze hélium atommag , felszabadító hatalmas mennyiségű energiát , csak egy kis része , amely eléri a földet . A csillagok kimerítik a hidrogén üzemanyag , egyéb fúziós folyamatok indulnak , mint például a fúziós a hélium szén . Fusion reakciók nem másolják a földön hidrogén bombák . Ellentétben a hasadási kutatás, amely előállított szabályozott reakciók előtt weaponization , fúziós reakciók még szabályozható oly módon, hogy lehetővé teszi az energia termelést. Között a kihívások a fúziós kutatások elhatárolás , mivel a magas hőmérséklet a fúziós reakciók nem párolog el minden olyan anyag, egy plazma .
