核分裂
* プロセス: 核分裂とは、重い原子核(ウランのような)を2つの軽い核に分割するプロセスです。
* エネルギー放出: 核分裂は、主に核分裂生成物(2つの軽い核)、ガンマ光線、および中性子の運動エネルギーの形で、膨大な量のエネルギーを放出します。
* 例: 1つのウラン-235原子の核分裂は、約200 MEV(メガ電子ボルト)のエネルギーを放出します。
融合
* プロセス: 融合とは、2つの光原子核(水素同位体など)を組み合わせて、より重い核を形成するプロセスです。
* エネルギー放出: 融合は核分裂よりもさらに多くのエネルギーを放出しますが、積極的に帯電した核との間の静電反発を克服するには、非常に高い温度と圧力が必要です。
* 例: ヘリウムを形成する2つの重水素核(水素同位体)の融合は、約17.6 MeVのエネルギーを放出します。
核分裂と融合の比較
* エネルギー収量: 融合反応は、核分裂反応よりも単位質量あたりのエネルギーが大幅に多く放出されます。
* 燃料: 核分裂反応は、ウランやプルトニウムなどの重元素を使用しますが、融合反応は水素同位体などの光要素を使用します。
* 廃棄物: 核分裂は放射性廃棄物を生成しますが、融合は主に非放射性ヘリウムを生成します。
* 条件: 核分裂は室温で発生する可能性がありますが、融合には非常に高い温度と圧力が必要です。
実際のアプリケーション
* 原子力発電所: 核分裂は、原子力発電所で使用され、電力を生成します。
* 水素爆弾: 融合反応は、水素爆弾の基礎です。
* 将来のエネルギー: 融合研究は、安全で持続可能なエネルギー源を開発することを目的として進行中です。
キーポイント: アインシュタインの有名な方程式E =MC²で説明されているように、核分裂と融合の両方が、少量の質量をエネルギーに変換することにより、大量のエネルギーを放出します。