核分裂:
* エネルギー入力: 核分裂反応は、ウラン-235のような重い核から始まり、中性子を吸収します。
* エネルギー変換: 不安定な核は2つの軽い娘核に分割され、娘の核、中性子、ガンマ線の運動エネルギーの形で途方もないエネルギーを放出します。
* エネルギーの保存: 核分裂(断片、中性子、ガンマ光線の運動エネルギー)で放出される総エネルギーは、元の核と生成物の質量差に等しく、光の速度(E =MC²)を掛けています。この質量の違いは、エネルギーに変換された「欠落質量」です。
融合:
* エネルギー入力: 融合反応には、重水素やトリチウムなどの2つの光核を一緒に融合することが含まれます。このプロセスでは、正の帯電した核との間の静電反発を克服するために、膨大な量のエネルギー入力が必要です。
* エネルギー変換: 核の融合は、主に新しく形成された核とガンマ線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、より重い核を生成します。
* エネルギーの保存: 融合で放出されるエネルギー(製品核とガンマ線の運動エネルギー)は、元の核と産物核の質量差に光の速度(E =MC²)を掛けたものに再び等しくなります。この質量の違いは、エネルギーに変換された「欠落質量」です。
分裂反応と融合反応の両方で:
*反応物の総エネルギー(結合エネルギーを含む)は、製品の総エネルギー(結合エネルギーを含む)に等しくなります。
*反応で放出されるエネルギーは、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、質量からエネルギーへの変換の結果です。
したがって、エネルギーの保存の原理は、核分裂と融合反応の両方を理解するための基本です。エネルギーは作成または破壊されるのではなく、ある形式から別の形式に変換され、プロセス全体に総エネルギーが一定のままです。