太陽:
* 燃料: 主に水素同位体(重水素とトリチウム)、少量の重い元素があります。
* プロセス: 核融合、特にプロトンプロトン鎖反応。これには、水素核(陽子)が融合してヘリウム核を形成し、その過程でエネルギーを放出する一連のステップが含まれます。
* 温度と圧力: 極端に高温(摂氏数百万度)と重力による計り知れない圧力があり、融合に必要な条件を生み出します。
* コントロール: 太陽の融合は自然に自己規制されています。融合速度が上昇すると、圧力と温度が上昇し、血漿を外側に押し出し、反応を遅くします。
* 廃棄物: 主にヘリウム、微量の重い要素があります。
* 効率: 太陽はその質量のごく一部をエネルギーに変換しますが、その膨大なサイズのため、数十億年にわたってその光度を維持するのに十分です。
原子炉:
* 燃料: 通常、ウラン(核分裂性同位体ウラン-235で濃縮)またはプルトニウム。
* プロセス: 重い原子核(ウランのような)が中性子によって分割され、エネルギーとより多くの中性子によって分割される核核分裂。 これらの中性子はさらなる核分裂を引き起こし、連鎖反応につながります。
* 温度と圧力: 太陽(摂氏数百度)よりもはるかに低い温度と制御圧力。
* コントロール: 核分裂速度は、過剰な中性子を吸収し、暴走反応を防ぐために、コントロールロッド(中性子吸収材料で作られた)を使用して制御されます。
* 廃棄物: 高放射性核分裂生成物とトランスウラン元素。
* 効率: 単位質量あたりのエネルギー放出の点で融合よりも効率的ですが、それでも少数の質量をエネルギーに変換するだけです。
重要な違い:
* 燃料タイプ: 太陽は主に水素を使用しますが、反応器はウランのような重い元素を使用します。
* プロセス: 太陽は融合を使用します。ここでは、より軽い核が結合します。原子炉は核分裂を使用します。ここでは、より重い核が分裂します。
* 温度と圧力: 太陽は重力による温度と圧力が大幅に高く、反応器ははるかに低いレベルで動作します。
* コントロール: 太陽の融合は重力によって自然に制御されますが、反応器にはアクティブな制御メカニズムが必要です。
* 廃棄物: 太陽は主にヘリウムを生成しますが、反応器は広範囲の放射性同位体を生成します。
本質的に、太陽は巨大な自然融合反応器であり、ヒトで構築された反応器は核分裂を活用するように設計されています。