主な違い – 核分裂と核融合
核融合と核分裂は、原子核内で起こる化学反応です。これらの反応は非常に大量のエネルギーを放出します。どちらの反応でも、原子が変更され、最終生成物は最初の反応物とは完全に異なります。核融合は、核分裂よりも高いエネルギーを放出します。核分裂反応は環境中ではあまり見られませんが、太陽などの星では核融合が見られます。核分裂と核融合の主な違いは、核分裂は原子を小さな粒子に分割することであるのに対し、核融合は小さな原子を組み合わせて大きな原子を形成することです。 .
対象となる主な分野
1.核分裂とは
– 定義、メカニズム、例
2.核融合とは
– 定義、メカニズム、例
3.核分裂と核融合の違いは何ですか
– 主な相違点の比較
重要な用語:重水素、半減期、中性子衝撃、核分裂、核融合、原子核、放射線、放射性崩壊、トリチウム 
核分裂とは
核分裂は、核が小さな粒子に分裂することです。これらの小さな粒子はフラグメントと呼ばれます。多くの場合、核分裂の生成物には中性子とガンマ線が含まれます。核分裂反応は、大量のエネルギーを放出することができます。この反応は、次の 2 つの方法で発生する可能性があります。
中性子衝撃
これは、大きくて不安定な同位体に高速中性子が衝突する非自発的反応です。これらの加速された中性子により、同位体が核分裂します。まず、中性子が同位体の原子核と結合します。新しい核はより不安定です。したがって、それは核分裂反応を起こします。核分裂は、他の同位体に核分裂を起こさせることができるより多くの中性子を生成します。これが連鎖反応になります。これは「核連鎖反応」と呼ばれます。
メカニズム – 二分裂
核分裂は、二分裂と呼ばれる特別なメカニズムによって発生します .原子核は、亜原子粒子 (中性子と陽子) 間に核力が存在するため、球形になります。原子核が加速された中性子を捕獲すると、原子核の球形が変形します。これにより、2 つの葉を持つ形状が形成されます。このローブの形成により、亜原子粒子が互いに分離します。爆撃の速度が十分である場合、2 つのローブは完全に分離され、2 つの破片が形成されます。これは、核の力がローブを一緒に保持するのに十分ではないためです。ここでは、非常に大量のエネルギーが放出されます。このエネルギーは、亜原子粒子間の強力な核力がエネルギーに変換される原子核から発生します。
図 01:核の二分裂の段階。ここでは、2 つのフラグメントは同じサイズであると見なされます。ただし、実際には 1 つの製品が他の製品よりも小さいです。
放射性崩壊
これは自発的なプロセスです。不安定同位体は放射性崩壊を起こします。このプロセスでは、同位体の原子核の亜原子粒子がさまざまな形に変換され、さまざまな元素が生成されます。生成物はより安定し、すべての原子が安定するまで不安定同位体は放射性崩壊を受けます。
この過程で、不安定同位体は放射線を放出してエネルギーを失います。放射性崩壊により、アルファ粒子とベータ粒子で構成される放射線が発生する場合があります。放射性物質の崩壊は、「半減期」と呼ばれる用語で測定されます。物質の半減期は、その物質が最初の質量の半分になるまでにかかる時間です。
図 2:核分裂反応
上の画像は、中性子衝撃によって起こる核分裂反応を示しています。中性子はウラン 235 同位体に衝突し、ウラン 236 原子を形成します。非常に不安定です。したがって、バリウム 144、クリプトン 89、およびより加速された中性子と、大量のエネルギーに分割されます。
核融合とは
核融合は、2 つの小さな原子が結合して大きな原子を生成し、エネルギーを放出することです。これは、高温高圧条件下で発生します。原子核の組み合わせによって、複数の大きな原子が生じる場合があります。計算すると、反応物と生成物の間に質量差があります。この失われた質量はエネルギーに変換されます。核結合エネルギーの違いにより、質量の違いが生じます。
核融合反応は太陽で最もよく見られます。太陽から放出されるエネルギーは、太陽の内部で起こる核融合反応の結果です。核結合エネルギーは、核内で陽子と中性子を一緒に保持するために必要なエネルギーです。陽子は正に帯電しており、互いに反発するため、陽子を引き寄せる強い力が必要です。小さな核になると、存在する陽子の数が少なくなります。したがって、反発が少なくなります。ここでの引力はより高くなります。したがって、原子核の結合は、2 つの原子核間の高い引力により余分なエネルギーを放出します。しかし、より大きな原子核の組み合わせでは、エネルギーは放出されません。これは、2 つの原子核間に強い反発を引き起こす陽子が多いためです。
原子核間の反発を引き起こすより多くの陽子が存在するため、より重い原子核間の核融合は発熱しません。しかし、陽子間の引力が大きいため、軽い原子核は非常に発熱性の核融合反応を起こします。
図 3:太陽での核融合反応
太陽は星です。熱と光の形で大量のエネルギーを生成します。このエネルギーは、太陽で起こる核融合反応から来ています。融合反応には、重水素とトリチウムの原子核の融合が含まれます。この反応によって得られる最終生成物は、ヘリウム、中性子、および大量のエネルギーです。
核分裂と核融合の違い
定義
核分裂： 核分裂は、核が小さな粒子に分裂し、大量のエネルギーを放出することです。
核融合: 核融合は、エネルギーを放出する大きな原子を作成するために 2 つの小さな原子を組み合わせることです。
自然発生
核分裂： 核分裂反応は自然界では一般的ではありません。
核融合: 核融合反応は、太陽などの星では一般的です。
要件
核分裂： 核分裂反応には高速中性子が必要な場合があります。
核融合: 核融合反応には、高温高圧の条件が必要です。
エネルギー生産
核分裂： 核分裂反応は高エネルギーを生み出します。
核融合: 軽い原子核の核融合反応は非常に高いエネルギーを生成しますが、重い原子核の核融合反応はエネルギーを放出しない場合があります。
例
核分裂： ウラン 235 の中性子衝撃と不安定同位体の放射性崩壊は、核分裂の例です。
核融合: 核融合反応は、重水素とトリチウムの融合として最も一般的に見られます。
結論
原子核が自発的または非自発的に変化すると、核分裂および核融合反応が発生します。これらの反応により、最初の要素ではなく、新しい要素が作成されます。核分裂と核融合の違いは、核分裂は原子を小さな粒子に分割することであるのに対し、核融合は小さな原子を組み合わせて大きな原子を形成することです.
