Fisio eta Fusio Nuklearra: Oinarriak eta Aplikazioak

Fisio Nuklearra

Fisio nuklearra nukleo astun bat neutroiz bonbardatuz zatitu eta bi nukleo arin sortzen diren prozesua da. Prozesu horretan zenbait neutroi eta energia kantitate handia askatzen dira. (Formula) Uranio-235 motako nukleo fisionatu bakoitzeko 200 MeV askatzen dira.

Lotura-energia eta Egonkortasuna

Nukleo baten lotura-energia bere nukleoi isolatuak nukleoa eratzeko biltzean askatzen den energia da. Nukleoa nukleoi isolatuen multzoa baino egonkorragoa da, eraketan energia askatzen baita. Energia-aldakuntza masa-aldakuntzarekin erlazionatuta dago. Honela, nukleoiek masaren parte bat galtzen dute nukleoa eratzean:

Δm = (Zmp + (A-Z)mn) - Mn

Lotura-energia hauxe da:

ΔE = Δmc²

Nukleoi bakoitzeko lotura-energia ΔE/A da. Zatidura hori zenbat eta handiagoa izan, nukleoa hainbat eta egonkorragoa izango da.

Fisioaren baldintzak eta nukleo egokiak

Egonkorra den arren, Uranio-235 ez da berez fisionatzen. Aktibazio-energia bat behar du, nukleoari neutroia iristean lortzen dena. Fisiorako nukleo egokienak pisu atomiko handikoak dira. Adibidez: Uranio-235 eta Plutonio-239 isotopoak.

Fisio Kate-erreakzio Nuklearra

Nukleo baten fisioan askaturiko neutroiek beste nukleo batzuen fisioan parte har dezakete, horrela kate-erreakzio nuklear bat sortuz.

Kontrolatua

Fisioan askaturiko neutroien kopurua handiegia denean, neutroiak xurgatzeko materiala erabiltzen da, horrela erreakzioa leherketa bihurtzea ekiditen da.

Ez-kontrolatua

Neutroiak xurgatzeko elementurik erabiltzen ez bada, erreakzioa leherketa bihurtzen da. Adibidez: bonba atomikoa.

Ondorioak

Fisio nuklearra etekin energetiko handiko erreakzioa da. Hala ere, fisioak kutsadura erradioaktibo ugari sortzen du.

Fusio Nuklearra

Fusio nuklearra deritzon erreakzio nuklearrean, bi nukleo arin batu egiten dira, eta nukleo astunago bat eratzen da. Prozesu horretan energia kantitate handia askatzen da. Adibidez, deuterioa eta tritioa fusionatzean helioa sortzen da. (Formula) Helio-4 motako atomo bakoitzeko 17,6 MeV askatzen dira.

Lotura-energia eta Egonkortasuna

Nukleo baten lotura-energia bere nukleoi isolatuak nukleoa eratzeko biltzean askatzen den energia da. Nukleoa nukleoi isolatuen multzoa baino egonkorragoa da, eraketan energia askatzen baita. Energia-aldakuntza masa-aldakuntzarekin erlazionatuta dago. Honela, nukleoiek masaren parte bat galtzen dute nukleoa eratzean:

Δm = (Zmp + (A-Z)mn) - Mn

Lotura-energia hauxe da:

ΔE = Δmc²

Nukleoi bakoitzeko lotura-energia ΔE/A da. Zatidura hori zenbat eta handiagoa izan, nukleoa hainbat eta egonkorragoa izango da.

Fusioaren baldintzak eta nukleo egokiak

Fusio nuklear bat abiarazteko, aktibazio-energia baten premia dago; hain zuzen ere, energia termiko oso handia behar da (10⁶ K). Nukleo egokienak pisu atomiko txikikoak dira: ²H (Deuterioa) eta ³H (Tritioa).

Fusio-erreakzioak Naturan eta Artifizialki

Fusio-erreakzioak era naturalean gertatzen dira izarretan. Era artifizialean, ostera, gizakiak leherketa moduan baino ez ditu lortu oraindik.

Fusiozko Kate-erreakzio Nuklearra

Kontrolatua

Oraindik ez da lortu era errentagarrian, hain tenperatura handian erreaktiboak plasma egoeran baitaude.

Ez-kontrolatua

Hidrogeno bonba da. Hau abiarazteko lehengo fisiozko bonbaren leherketa behar da.

Abantailak

Fusioak hainbat abantaila ditu:

• Erreserba handiak.
• Fisioan baino 3 aldiz energia gehiago sortzea.
• Ez da hondakin erradioaktiborik sortzen.