Fusio eta Fisio Nuklearra: Energia Atomikoaren Oinarriak

Fusio Nuklearra: Izarren Energia Lurrera

Definizioa

Fusio nuklearra bi nukleo arin elkartuz nukleo astunago bat sortzen duen prozesu atomikoa da, energia-kantitate handia askatuz.

Fusio-erreakzioaren Adibidea

(Marrazkia 1 sartu hemen)

Aktibazio-Energia

Fusio-erreakzioan, nukleoak hurbildu behar dira, eta horretarako aldarapen elektrostatikoak gainditzeko energia handia behar da (aktibazio-energia). Erreakzioak energia izugarria askatzen du, erreakzioa mantentzen duena. Kontrolatuz gero, energia-iturri gisa erabil daiteke; bestela, eztanda gertatzen da (hidrogeno-bonba).

Fusioaren Aplikazioak

Fusio nuklearra izarretan (erreakzio termonuklearrak) gertatzen da, haien energia eta distira sortuz. Adibidez, Eguzkian, hidrogenoaren isotopoak elkartuz helioa sortzen da, energia asko askatuz (1,5-10⁷ K-ko tenperatura eta presio handiak direla eta). Lurrean, hidrogeno-bonbetan erabili da.

Prozesu Kontrolatua

Fusio-erreakzioak energia-iturri gisa erabiltzeko zailtasunak daude: materia plasma egoeran eta tenperatura altuan (1,5-10⁷ K) egon behar da. Energiaren aldetik, prozesua ez da oraindik errentagarria. Esperimentuetan, plasma berotzen da eta eremu magnetikoak erabiltzen dira hidrogeno nukleoak konfinatzeko. Fusioaren bideragarritasuna ikertzen ari da, abantaila hauek dituelako fisioarekin alderatuta:

• Hondar erradioaktibo arriskutsurik ez du sortzen.
• Lehengaia ugaria da (hidrogenoa).
• Matxura izanez gero, erreaktorea berehalaxe itzaliko litzateke.

Masa-galera eta Energia

Fusio-erreakzioetan askatzen den energia masa-galeraren ondorioa da: A + B → C + D + Energia. Hasierako masa (m_a + m_b) amaierako masa (m_c + m_d) baino handiagoa da. Masa-galera (Δm) energia bihurtzen da (E = Δm·c²).

Fisio Nuklearra: Atomoaren Zatiketa

Definizioa

Fisio nuklearra masa handiko nukleo bat neutroiez bonbardatuz zatitzen denean gertatzen den erreakzio nuklearra da, bi nukleo arin, neutroi batzuk eta energia handia askatuz. Uranio-235 eta plutonio-239 isotopoak erabiltzen dira gehien.

Fisio-erreakzioaren Adibidea

(Marrazkia 1 sartu hemen)

Aktibazio-Energia

Uranio atomoa ez da berez zatitzen; aktibazio-energia behar du, neutroi batez bonbardatzean lortzen duena. Neutroia xurgatzean, U-236 bitarteko produktu bat sortzen da, eta berehala zatitzen da.

Kate-erreakzioa

Erreakzioak neutroi gehiago askatzen ditu, beste uranio nukleoak zatituz eta erreakzioa azkartuz (kate-erreakzioa). (Marrazkia 2 sartu hemen)

Prozesu Ez-kontrolatua

Neutroiak ez dira kontrolatzen, leherketa eraginez, energia handia, erradiazioa eta hondakin erradioaktiboak sortuz (bonba atomikoa).

Prozesu Kontrolatua

Neutroien abiadura motelduz (moderatzaileak erabiliz, hala nola ura, ur pisutsua, grafitoa...), erreakzioaren abiadura kontrolatzen da, eztandarik gabe, energia aprobetxatuz (zentral nuklearrak).

Masa-galera eta Energia

Fisio-erreakzioetan askatzen den energia masa-galeraren ondorioa da: A + B → C + D + Energia. Hasierako masa (m_a + m_b) amaierako masa (m_c + m_d) baino handiagoa da. Masa-galera (Δm) energia bihurtzen da (E = Δm·c²). Adibidez, U-235 atomo baten fisioan, masa-galera 0,2154 u-koa da eta askatutako energia 200 MeV ingurukoa.