พลังงานทั้งหมดที่เราผลิตมาจากสารประกอบที่จำเป็นและวัฏจักรที่เกิดขึ้นจริง ส่วนใหญ่ได้รับการปลูกฝังตลอดไปโดยการบริโภควัสดุที่เป็นคาร์บอนเช่นไม้ถ่านหินและก๊าซหรือโดยการใช้พลังงานจากแสงแดดลมและน้ำ ฟิชชันและฟิวชั่นเป็นวัฏจักรจริงสองรอบที่สร้างการวัดพลังงานมหาศาลจากอนุภาค
ฟิชชัน vs ฟิวชั่น
ความแตกต่างระหว่างฟิชชันและฟิวชันก็คือ ฟิชชันคือการแยกอนุภาคออกเป็นอนุภาคที่พอประมาณอย่างน้อยสองอะตอม ในขณะที่ฟิวชั่นเป็นการรวมอะตอมที่เจียมเนื้อเจียมตัวอย่างน้อยสองอะตอมเข้าด้วยกันเป็นอะตอมที่ใหญ่กว่า ในการแตกตัวของอะตอม ยูเรเนียมเป็นหนึ่งในพลังงานที่ใช้กันทั่วไป ในการหลอมรวมของอะตอม ไอโซโทปไฮโดรเจนถูกใช้เป็นเชื้อเพลิง
ถ้านิวเคลียสของอะตอมที่มีนัยสำคัญ เช่น ยูเรเนียม ดูดซับนิวตรอน นิวเคลียสจะไม่เสถียรและแตกออก นี้มักจะเรียกว่าฟิชชัน ฟิชชันจะปล่อยพลังงานออกมาในรูปแบบของความร้อน แม้ว่าฟิชชันสามารถเกิดขึ้นได้ตามธรรมชาติ แต่ฟิชชันดังที่พบในปัจจุบัน บางครั้งก็เป็นกิจกรรมที่มนุษย์สร้างขึ้นโดยเจตนา
ฟิวชั่นอาจเป็นการตอบสนองโดยที่แกนนิวเคลียร์อย่างน้อยสองแกนถูกรวมเข้ากับเส้นขอบอย่างน้อยหนึ่งแกนนิวเคลียร์ที่โดดเด่นและอนุภาคย่อยของอะตอม (นิวตรอนหรือโปรตอน) ฟิวชั่นคือวัฏจักรที่ขับเคลื่อนดาวฤกษ์ต่อเนื่องแบบไดนามิกหรือแบบพื้นฐาน และดาวที่มีความยาวสูงต่างกัน ทุกที่ที่มีการส่งพลังงานจำนวนมาก
ตารางเปรียบเทียบระหว่างฟิชชันและฟิวชั่น
| พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ | ฟิชชัน | ฟิวชั่น |
| คำนิยาม | ฟิชชันคือการแบ่งตัวของอนุภาคขนาดใหญ่ออกเป็นสองอนุภาคหรือมากกว่าที่เจียมเนื้อเจียมตัว | ฟิวชั่นคือการรวมอนุภาคที่เบากว่าอย่างน้อยสองอนุภาคเข้าด้วยกันเป็นอนุภาคที่ใหญ่กว่าหนึ่งอนุภาค |
| ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นตามปกติ | การตอบสนองแบบนี้ไม่เคยเกิดขึ้นในกรณีทั่วไป | การตอบสนองแบบนี้เกิดขึ้นในดวงอาทิตย์และดวงดาว |
| การสร้างหรือการใช้พลังงาน | ในกรณีของฟิชชันที่มีความหนาสูงและอุณหภูมิสูงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการตอบสนองที่จะเกิดขึ้น | ในขณะที่อยู่ในการหลอมรวมของอะตอม จำเป็นต้องมีปริมาณสารและนิวตรอนขั้นต่ำที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว |
| ความต้องการพลังงาน | การวัดพลังงานที่ส่งในการตอบสนองต่อฟิชชันนั้นต่ำกว่าพลังงานที่ส่งระหว่างการหลอมรวม | การมาถึงของพลังงานระหว่างการตอบสนองฟิวชั่นนั้นสูงกว่าการตอบสนองของฟิชชัน |
| เงื่อนไขของปฏิกิริยา | ในกรณีของฟิชชัน จำเป็นต้องมีความหนาและอุณหภูมิสูงสำหรับการตอบสนองที่จะเกิดขึ้น | ในขณะที่อยู่ในการหลอมรวมของอะตอม จำเป็นต้องมีปริมาณสารและนิวตรอนขั้นต่ำที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว |
ฟิชชันคืออะไร?
ในฟิชชัน แกนกลางของโมเลกุลแยกออกเป็นสองแกนที่เบากว่า ปฏิกิริยาอาจเกิดขึ้นโดยไม่คาดคิดหรืออาจถูกกระตุ้นโดยการกระตุ้นของแกนกลางด้วยการแบ่งประเภทของอนุภาค (เช่น นิวตรอน โปรตอน ดิวเทอรอน หรืออนุภาคแอลฟา) หรือด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคานแกมมา ในฟิชชัน พลังงานจำนวนมากถูกส่งออกไป และสร้างนิวตรอนหลายตารางเมตร นิวตรอนเหล่านี้จะกระตุ้นการแยกส่วนระหว่างแกนกลางของวัสดุฟิชไซล์ที่อยู่ใกล้เคียงและส่งนิวตรอนจำนวนมากที่อาจรวมกลุ่มใหม่ ทำให้เกิดการตอบสนองตามลำดับภายในซึ่งการอัดแท่งของแกนที่นับไม่ถ้วนและการส่งพลังงานที่น่าอัศจรรย์นั้นถูกส่งออกไป
การวัดมวลที่สูญเสียไปในฟิชชันนั้นเทียบเท่ากับพลังงานประมาณ 3.20×10-11 J ระบบการแยกส่วนนี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นเมื่อแกนขนาดใหญ่ที่ไม่เสถียร (หมายความว่ามีระดับความอึดอัดในแกนกลางระหว่างพลังงานคูลอมบ์และพลังงานปรมาณูที่เป็นของแข็ง) โดนนิวตรอนอุ่นพลังงานต่ำ แม้ว่าจะมีการสร้างแกนเจียมเนื้อเจียมตัวมากขึ้นเมื่อเกิดการแยกตัว ฟิชชันยังส่งนิวตรอนเพิ่มเติม
ไอโซโทปมีอัตราการแยกตัวแบบอิสระ ซึ่งมีความเป็นไปได้ที่พวกมันจะถูกสร้างขึ้นในโอกาสการพรากจากกันแบบสุ่ม ลักษณะความน่าจะเป็นของการแตกแยกนี้แสดงให้เห็นว่าทุกโอกาสของการพรากจากกันและการลำเลียงมวลและพลังงานที่ตามมานั้นมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ใน Fusion มีความโน้มเอียงที่จะให้ชิ้นส่วนที่มีจำนวนโปรตอนคู่กัน ซึ่งเรียกว่าผลกระทบคู่คี่ต่อการจัดสรรประจุของส่วนต่างๆ
ฟิวชั่นคืออะไร?
พลังงานฟิวชั่นถูกสร้างขึ้นโดยการติดตั้งความร้อนที่สร้างขึ้นโดยการตอบสนองแบบผสมผสานเพื่อส่งพลังงาน การตอบสนองดังกล่าวเชื่อมโยงแกนนิวเคลียร์ที่เบากว่าสองแกนเข้าด้วยกันเพื่อสร้างกรอบแกนที่หนักกว่า ส่งผลให้ส่งพลังงาน ฟิวชั่นควบคุมดวงอาทิตย์และดวงดาวทั้งหมดในจักรวาล การจัดหาพลังงานผสมผสานบนโลกจะเป็นตัววัดพลังงานที่ยั่งยืนอย่างไร้ขีดจำกัดในการจัดหาความต้องการของประชากรทั้งหมดที่กำลังพัฒนา
การโต้ตอบแบบฟิวชั่นที่ผลิตแกนที่เบากว่าเหล็ก-ห้าสิบหกหรือนิกเกิล-หกสิบสองจะจ่ายไฟฟ้าผ่านและขนาดใหญ่ สารเติมแต่งเหล่านี้มีมวลสัมผัสสำหรับแต่ละนิวคลีออนและไฟฟ้าจำกัดขนาดใหญ่ตามนิวคลีออน ส่วนผสมของแกนกลางที่เบากว่าที่ส่งกระแสไฟฟ้า (ปฏิกิริยาคายความร้อน) ในขณะที่ส่วนผสมของแกนที่หนักกว่าจะนำไฟฟ้าที่เกาะผ่านนิวคลีออนของวัตถุโดยประมาณ และปฏิกิริยาต่อไปนี้จะดูดความร้อน
ปฏิกิริยาฟิวชั่นมีสองประเภทที่สำคัญ แบบแรกคือ แบบที่ปกป้องจำนวนของโปรตอนและนิวตรอน และแบบที่สองคือ ปฏิกิริยาที่รวมการเปลี่ยนแปลงระหว่างโปรตอนและนิวตรอน การตอบสนองของประเภทหลักมักมีความสำคัญสำหรับการสร้างพลังงานแบบรวมสามัญสำนึก แม้ว่าการตอบสนองประเภทต่อมาจะมีความสำคัญต่อการเริ่มบริโภคดาวฤกษ์ ใน Fusion ไม่มีการสร้างสารทำลายโอโซน เถ้า หรือฝนที่ตกลงมากัดกร่อน และไม่มีโอกาสที่จะมีการตอบโต้อย่างรุนแรงหรือเหตุฉุกเฉินที่อาจเป็นอันตรายต่อความเป็นอยู่ที่ดีของสาธารณะโดยมีอันตรายจากการขยายตัวเพียงเล็กน้อย
ความแตกต่างหลักระหว่างฟิชชันและฟิวชั่น
บทสรุป
การใช้ฟิชชันและการหลอมรวมเพื่อสร้างพลังต้องใช้ความก้าวหน้าและการออกแบบที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง การแยกตัวของแกนที่มีน้ำหนัก (ยูเรเนียม พลูโทเนียม) จะเกิดขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพ และการตอบสนองส่วนใหญ่จะเร็วขึ้น (กล่าวคือ ผลิตนิวตรอนมากขึ้นสำหรับการแบ่งโมเลกุลต่อการตอบสนองแต่ละครั้ง) ดังนั้นการจัดเตรียมการแยกส่วน (ในโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนแบบดั้งเดิม) จึงจำเป็นต้องออกแบบเพื่อกำหนดทิศทางการตอบสนองและกรอบความปลอดภัยเพื่อปรับให้เข้ากับสถานการณ์ที่เกิดอุบัติเหตุ ฟิวชั่นเป็นเอกลักษณ์มาก การจำกัดแกนที่คล้ายไฮโดรเจนแบบเบาไว้ด้วยกันไม่ได้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิห้อง แน่นอนว่าเราต้องสูงกว่าอุณหภูมิที่จุดโฟกัสของดวงอาทิตย์เพื่อให้มันไปได้ (100 ล้านองศาเซลเซียส) เท่าที่เราอาจกังวล การทดสอบกำลังสร้างก๊าซพลังงานที่ร้อนจัด ควบคุมและจำกัดมัน และกำจัดปฏิกิริยาฟิชชัน นี่คือเหตุผลที่การหลอมรวมยังอยู่ในขั้นตอนการทำงานที่เป็นนวัตกรรม และการพรากจากกันกำลังสร้างพลัง
