Tärkein ero - atomienergia vs. ydinenergia

Kaikki atomit koostuvat ytimestä ja elektronipilvestä ytimen ympärillä. Ydin koostuu protoneista ja neutroneista, jotka ovat subatomisia hiukkasia. Jokainen atomi kuljettaa tietyn määrän energiaa. Tätä kutsutaan atomienergiaksi. Tämä atomienergia sisältää subatomisten hiukkasten potentiaalienergiat ja energian, joka tarvitaan elektronien pitämiseen ytimen ympärillä olevilla orbitaaleilla. Ydinvoimalla tarkoitetaan ytimen halkeamisen ja fuusion kautta vapautuvaa energiaa. Suurin ero atomienergian ja ydinvoiman välillä on se atomienergia sisältää energiaa, joka tarvitaan elektronien pitämiseen atomissa, kun taas ydinvoima ei sisällä elektronien pitämiseen tarvittavaa energiaa

Keskeiset alueet

1. Mikä on atomienergia - Määritelmä, tyypit, esimerkit 2. Mikä on ydinenergia - Määritelmä, tyypit, esimerkit 3. Mikä on ero atomienergian ja ydinenergian välillä - Keskeisten erojen vertailu

Keskeiset termit: Atomenergia, Atomia sitova energia, Einsteinin yhtälö, Ionisointienergia, Ydinsidontaenergia, Ydinfissio, Ydinfuusio, Neutronit, Ydinvoima, Potentiaalienergia, Radioaktiivinen hajoaminen

Mikä on atomienergia

Atomienergia on kokonaisenergia, jonka atomi kuljettaa mukanaan. Termi atomienergia otettiin ensimmäisen kerran käyttöön ennen ytimen löytämistä. Atomienergia on erityyppisten energioiden summa.

Energian tyypit

Atomia sitova energia

Atomin sitomisenergia on energia, joka tarvitaan atomin purkamiseen vapaiksi elektroneiksi ja ytimeksi. Se mittaa energiaa, joka tarvitaan elektronien poistamiseen atomin orbitaaleilta. Tätä kutsutaan myös ionisaatioenergiaa kun otetaan huomioon eri elementit.

Ydinsidontaenergia

Tämä on energia, joka tarvitaan ytimen jakamiseen neutroneiksi ja protoneiksi. Toisin sanoen ydinsidontaenergia on energiaa, jota on käytetty neutronien ja protonien pitämiseen yhdessä ytimen muodostamiseksi. Sitoutumisenergia on aina positiivinen arvo, koska energiaa tulee käyttää protonien ja neutronien välisen voiman pitämiseen.

Kuva 1: Joidenkin elementtien ydinsitomisenergia

Ytimen potentiaalinen energia

Potentiaalienergia on ytimen kaikkien aliatomihiukkasten potentiaalienergioiden summa. Koska aliatomiset hiukkaset eivät tuhoudu, kun ydin halkaistaan, näillä hiukkasilla on aina potentiaalienergiaa. Potentiaalinen energia voidaan muuntaa erilaisiin energiamuotoihin.

Energiaa vapautuu ydinfission ja fuusion kautta

Ydinfissio ja ydinfuusio yhdessä voidaan kutsua ydinreaktioiksi. Ydinfissio on prosessi, jossa ydin jaetaan pienempiin osiin. Ydinfuusio on prosessi, jossa kaksi atomiydintä yhdistyvät muodostaen suuren yksittäisen ytimen.

Radioaktiivisessa hajoamisessa vapautuvaa energiaa

Epävakaat ytimet käyvät läpi erityisprosessin, jota kutsutaan radioaktiiviseksi hajoamiseksi vakaan tilan saavuttamiseksi. Siellä neutronit tai protonit voidaan muuntaa erityyppisiksi hiukkasiksi, jotka sitten vapautuvat ytimestä.

Kemiallisissa sidoksissa olevien atomien energia

Yhdisteet koostuvat kahdesta tai useammasta atomista. Nämä atomit ovat kiinnittyneet toisiinsa kemiallisilla sidoksilla. Atomien pitämiseksi näissä kemiallisissa sidoksissa tarvitaan tietty energia. Tätä kutsutaan atomien väliseksi energiaksi.

Mikä on ydinenergia

Ydinvoima on atomin ytimen kokonaisenergia. Ydinvoimaa vapautuu ydinreaktioiden tapahtuessa. Ydinreaktiot ovat reaktioita, jotka voivat muuttaa atomin ytimen. Ydinreaktioita on kahta päätyyppiä, kuten ydinfissioreaktioita ja ydinfuusioreaktioita.

Ydinfissio

Ydinfissio on ytimen jakaminen pienemmiksi hiukkasiksi. Näitä hiukkasia kutsutaan halkeamistuotteiksi. Kun tapahtuu ydinfissio, fissiotuotteiden lopullinen kokonaismassa ei ole yhtä suuri kuin ytimen kokonaismassa. Lopullinen arvo on myös pienempi kuin alkuperäinen arvo. Puuttuva massa muuttuu energiaksi. Vapautunut energia löytyy Einsteinin yhtälöstä.

E = mc²

Missä E on vapautunut energia, m on puuttuva massa ja c on valon nopeus.

Ydinfissio voi tapahtua kolmella tavalla:

Radioaktiivinen hajoaminen

Radioaktiivista hajoamista tapahtuu epävakaissa ytimissä. Täällä jotkut aliatomiset hiukkaset muunnetaan eri hiukkasmuotoiksi ja päästetään spontaanisti. Tämä tapahtuu vakaan tilan saavuttamiseksi.

Neutronipommitus

Ydinfissio voi tapahtua neutronipommituksen kautta. Kun ydin osuu neutroniin ulkopuolelta, ydin voi jakautua palasiksi. Näitä fragmentteja kutsutaan halkeamistuotteiksi. Tämä vapauttaa suuren määrän energiaa ja lisää ytimen neutroneja.

Ydinfuusio

Ydinfissio tapahtuu, kun kaksi tai useampi ydin yhdistyvät keskenään muodostaen uuden yksittäisen ytimen. Täällä vapautuu suuri määrä energiaa. Fuusioprosessin aikana puuttuva massa muutetaan energiaksi.

Kuva 2: Ydinfuusioreaktio

Yllä olevat esimerkit osoittavat deuteriumin (²H) ja Tritium (³H). Reaktio antaa heliumia (⁴Hän) lopputuotteena yhdessä neutronin kanssa. Reaktiosta saadaan yhteensä 17,6 MeV.

Ydinvoima on hyvä energianlähde sähköntuotannossa. Ydinvoimareaktorit pystyvät hyödyntämään ydinvoimaa sähkön tuottamiseksi. Ydinreaktoreissa käytettävien elementtien energiatiheys on erittäin korkea verrattuna muihin energialähteisiin, kuten fossiilisiin polttoaineisiin. Ydinvoiman käytön suuri haitta on kuitenkin ydinjätteen muodostuminen ja dramaattiset onnettomuudet, joita voi tapahtua voimalaitoksissa.

Ero atomienergian ja ydinenergian välillä

Määritelmä

Atomienergia: Atomienergia on kokonaisenergia, jonka atomi kuljettaa mukanaan.

Ydinenergia: Ydinvoima on atomin ytimen kokonaisenergia.

Arvo

Atomienergia: Atomienergialla on erittäin suuri arvo, koska se on atomin kokonaisenergia.

Ydinenergia: Ydinvoima on korkea arvo ydinreaktioista vapautuvan suuren energian vuoksi.

Kemiallinen liimaus

Atomienergia: Atomi -energia sisältää energian, joka tarvitaan atomien pitämiseen kemiallisissa sidoksissa, kun atomit ovat yhdisteissä.

Ydinenergia: Ydinenergiaan ei sisälly energiaa, joka tarvitaan atomien pitämiseen kemiallisissa sidoksissa

Elektronit

Atomienergia: Atomi -energia sisältää energian, joka tarvitaan atomin jakamiseen vapaiksi elektroneiksi ja ytimeksi.

Ydinenergia: Ydinvoima ei sisällä energiaa, joka tarvitaan atomin jakamiseen vapaiksi elektroneiksi ja ytimeksi.

Johtopäätös

Sekä atomienergia että ydinvoima määritellään atomien suhteen. Atomi -energia sisältää atomiin sisältyvän energian summan. Ydinvoimaan kuuluu energia, joka vapautuu, kun atomin ytimeen tehdään muutoksia. Tämä on tärkein ero atomienergian ja ydinvoiman välillä.

Viite:

1. "Ydinfuusio." Atomci -arkisto. National Science Digital Library, n.d. Web. Saatavana täältä. 28. heinäkuuta 2017.2. ”Ydinfuusio.” Ydinfuusio. N.p., n.d. Web. Saatavana täältä. 28. heinäkuuta 2017.

Kuva:

"Sitova energiakäyrä-yleiset isotoopit" (Public Domain) Commons Wikimedian kautta "Deuterium-tritium fusion", Wykis-Oma työ, perustuu w: hen: Tiedosto: D-t-fusion.png (Public Domain) Commons Wikimedian kautta