תוֹכֶן
ההבדל העיקרי:
שניהם תהליכים גרעיניים שבאמצעותם משתנים האטומים לייצור אנרגיה. ההבדל בין ביקוע גרעיני לאיחוי גרעיני הוא שגרעין כבד מתפצל לשני גרעינים קטנים בבדיעון גרעיני ואילו שני גרעינים כבדים משתלבים ויוצרים גרעין כבד בהתמזגות גרעינית.
טבלת השוואה:
| ביקוע גרעיני | היתוך גרעיני | |
| הגדרה | פיצול אטום גדול לשני אטומים קטנים או יותר נקרא ביקוע גרעיני. | היתוך של שני אטומים קטנים או יותר לאטום גדול אחד נקרא היתוך גרעיני. |
| סוג התגובה | זו תגובת שרשרת | זו לא תגובת שרשרת |
| דרישות | הטמפרטורה הגבוהה אינה נדרשת ליזום ביקוע גרעיני. | טמפרטורה גבוהה מאוד נדרשת כדי להתחיל היתוך גרעיני. |
| תהליך | זה מתרחש על ידי הפגזת הגרעין הכבד בנויטרונים. | זה מתבצע על ידי חימום גרעינים קטנים בטמפרטורה גבוהה. הפצצת נויטרונים אינה נדרשת. |
| אטימולוגיה | ביקוע פירושו שבירה או פיצול. | פיוז'ן פירושו שילוב או איחוד |
| להשתמש | ביקוע גרעיני משמש בכורים גרעיניים מכיוון שניתן לשלוט בו. | היתוך גרעיני אינו מנוצל לייצור אנרגיה מכיוון שלא ניתן לשלוט בו. |
| דוגמא | פיצול אורניום | השילוב של גרעיני מימן ליצירת גרעיני הליום, פצצת המימן. |
מהי ביקוע גרעיני?
התחזית של אלברט איינשטיין כי ניתן לשנות את המסה לאנרגיה המאפשרת חלוקת גרעינים. הוא החל בניסויים בשנת 1939, ואחרי שנה בנה אנריקו פרמי כור גרעיני. ביקוע גרעיני התגלה על ידי מדענים גרמנים, ליס מיטנר, אוטו האן ופריץ שטרסמן. ביקוע גרעיני מתרחש כאשר חלקיקים במהירות גבוהה, נויטרונים מופצצים על האיזוטופ הלא יציב. נויטרונים מואצים ונטרקים לאיזוטופים הגורמים לביקוע, פורצים לחלקיקים קטנים. בתהליך הביקוע מואץ נויטרון ופוגע בגרעין המטרה, שברוב הכור הכור הגרעיני הוא אורניום. הוא מפצל את גרעין המטרה ומפרק אותו לאיזוטופים קטנים, שלושה נויטרונים במהירות גבוהה וכמות גדולה של אנרגיה. אנרגיה מיוצרת משמשת לחימום מים בכורים גרעיניים ומייצרת חשמל. אלקטרונים במהירות גבוהה הופכים להיות טילים המתחילים תגובות ביקוע אחרות הנקראות תגובות שרשרת. פסולת רדיואקטיבית נוצרת כתוצר לוואי של תגובת ביקוע שתוצאותיה אורכות אלפי שנים לאבד את רמתן המסוכנת. יש להשתמש באמצעי הגנה עם כורי ביקוע גרעיניים לפסולת זו והובלתה לאחסון.
מהו היתוך גרעיני?
היתוך מתרחש כאשר שני איזוטופים בעלי מסה נמוכה (בעיקר איזוטופים של מימן) משתלבים תחת טמפרטורה ולחץ קיצוניים. תגובת היתוך מכריחה את השמש. אטומי טריטיום ודאוטריום משתלבים תחת טמפרטורה ולחץ גבוהה ליצירת איזוטופ נויטרון והליום. מלבד זאת, משתחררת כמות עצומה של אנרגיה שהיא גדולה בהרבה מהאנרגיה של תגובת הביקוע. החוקרים ממשיכים לעבוד על בקרת ביקוע גרעיני לייצור כור היתוך לייצור חשמל. מדענים מאמינים שתגובת היתוך מייצרת פחות חומרים רדיואקטיביים מתגובת הביקוע ולכן יש אספקת דלק בלתי מוגבלת אשר ניתן להשתמש בה להזדמנויות שונות. אבל קשה לשלוט בתגובה במרחב מוגבל, ולכן זהו אתגר גדול בשימוש בה. היתוך גרעיני הושג בתגובה של פצצת מימן לראשונה. הוא משמש גם במכשירים ניסיוניים שונים לייצור אנרגיה.
ביקוע גרעיני VS. היתוך גרעיני:
- גם תהליכי ביקוע גרעיניים וגם היתוך הם הפוכים זה לזה.
- ביקוע גרעיני יקר יותר ואילו היתוך גרעיני יקר יותר.
- ביקוע גרעיני נותר לרתק בגרעינים קלים יותר ואילו היתוך גרעיני מוגבל בגרעינים גדולים יותר.
- ביקוע גרעיני הוא תגובה אקסותרמית ואילו היתוך גרעיני הוא תגובה אנדותרמית.
- כמות משמעותית של אנרגיה משתחררת בביקוע גרעיני
- בתגובת היתוך, האנרגיה המשתחררת גדולה מאוד מביקוע
- לאלמנטים המתחילים בתגובת הביקוע יש מספר אטומי גבוה יותר מתוצרי התגובה. לדוגמא, אורניום פורץ לסטרונציום וקריפטון.
- למוצרים של תגובת היתוך יש יותר נויטרונים ופרוטונים מאשר אלמנטים מתחילים. לדוגמה, מימן נתיך עם מימן ליצירת הליום.
- ביקוע גרעיני מתרחש באופן טבעי על פני כדור הארץ. לדוגמה, ביקוע ספונטני של אורניום מתרחש רק כאשר קיימת כמות מספקת של אורניום. היתוך גרעיני לא מתרחש זה קורה בכוכבים.
