Os átomos consistem de um núcleo de prótons e nêutrons rodeados por uma nuvem de elétrons em órbita . Em reacções nucleares é o núcleo que é de importância . Os protões são partículas carregadas positivamente , e o número de protões no núcleo indica o elemento . Por exemplo , todos os átomos de carbono tem seis protões ao mesmo tempo todos os átomos de azoto têm sete protões no núcleo . Alterando o número de protões muda o elemento . Neutrões são partículas com carga neutra e pode variar entre átomos do mesmo elemento . A título de exemplo , átomos de hidrogénio , cada um tem um protão , mas pode ter zero , uma ou duas neutrões dependendo do isótopo . Química e fisicamente todos os isótopos de um átomo se comportam de forma semelhante. Coletivamente, os prótons e os nêutrons são chamados de núcleos .
Atomic Encadernação Energia
A massa de um átomo é menor do que a soma dos núcleos individuais dentro do núcleo do átomo . Esta anomalia resulta da energia de ligação que mantém o átomo juntos . Lembre-se que a energia ea massa são relacionadas como foi afirmado pela famosa equação de Einstein. Assim , a diferença em massa entre o átomo e a soma dos seus núcleos é a energia de ligação atómica . A energia de ligação atômica de uma partícula alfa , essencialmente, um núcleo de hélio de dois prótons e dois nêutrons , é mais do que um milhão de vezes maior que a energia entre o núcleo eo elétron .
Atomic Encadernação energia Curva
a energia de ligação atômica pode ser dividido pelo número de núcleos no núcleo de cada elemento para produzir um gráfico . Este gráfico revela que dois isótopos de ferro , Fe -56 e Fe -58 , eo isótopo de níquel Ni -62 tem os núcleos mais fortemente ligadas . Elementos com menos massa que esses átomos podem produzir energia a partir da fusão nuclear, e elementos mais pesados podem produzir energia a partir da fissão nuclear. No entanto, a fissão ea fusão normalmente envolvem elementos ao extremo em cada direção.
Cisão Nuclear
elementos mais pesados podem dividir -se em átomos menores , liberando uma quantidade surpreendente de energia no processo . Fissão de um grama de U-238 libera mais de um milhão de vezes a energia liberada pela queima de um grama de gás natural. Infelizmente, U-238 sofre fissão espontânea em um ritmo muito lento. No entanto, se material suficiente é recolhida , conhecida como a massa crítica , a fissão pode ser induzida por alvo o núcleo com um nêutron . Como o átomo de U-238 se divide , são libertados neutrões, que pode dividir átomos adicionais. Outros elementos podem ser utilizados para as reacções semelhantes , tais como Pu - 239 . Embora essas reações são muitas vezes identificados com reatores nucleares e da devastação da Segunda Guerra Mundial de Hiroshima e Nagasaki, depósitos de minério na África sugerem que, na terra do passado distante, essa reação em cadeia foi natural .
Fusão nuclear
Fusão envolve a combinação de elementos mais leves para formar elementos mais pesados. O lugar mais óbvio para a fusão nuclear é em nosso próprio sol. Dentro do sol , os núcleos de hidrogénio são fundidos em núcleos de hélio , libertando uma quantidade enorme de energia , apenas uma pequena parte do que atinge a terra . Como estrelas esgotam seu combustível de hidrogênio , outros processos de fusão começar , como fusão de hélio em carbono. As reações de fusão foram duplicados na terra em bombas de hidrogênio . Diferentemente da pesquisa de fissão , que produziu reacções controladas antes armamento , as reacções de fusão têm ainda de ser controlada de tal forma a permitir a produção de energia . Entre os desafios relacionados com a pesquisa de fusão é de contenção , como as altas temperaturas de reações de fusão vaporizar qualquer substância em um plasma.