1. Fusionsreaktionen:
* I fusion kombineras två lätta atomkärnor (som väteisotoper) för att bilda en tyngre kärna (som helium).
* Denna process frigör en enorm mängd energi och överskrider den energi som frigörs i kemiska reaktioner med miljoner gånger.
2. Massdefekt:
* Massan för den resulterande kärnan är något mindre än den kombinerade massan för de ursprungliga kärnorna.
* Denna "saknade massa" kallas massdefekten .
3. Massenergiomvandling:
* Enligt E =MC² är massa och energi utbytbara.
* Massdefekten omvandlas till ren energi, som släpps som:
* kinetisk energi: Den nybildade kärnan och andra partiklar (som neutroner) rör sig med otroligt höga hastigheter.
* elektromagnetisk strålning: Högenergifotoner (gammastrålar) släpps ut.
4. Bindande energi:
* Energin som släpps i fusion kallas bindande energi .
* Detta är energin som håller nukleonerna (protoner och neutroner) i kärnan.
* Ju större bindande energi per nukleon, desto stabilare är kärnan.
* Tyngre kärnor har högre bindande energier per nukleon än lättare kärnor.
I huvudsak konverterar fusion en liten mängd massa till en enorm mängd energi eftersom:
* Den starka kärnkraften som binder protoner och neutroner i kärnan är extremt stark.
* Massdefekten, även om den är liten, multipliceras med hastigheten på ljus kvadrat (C²) i Einsteins ekvation, vilket resulterar i en massiv energiutsläpp.
Exempel:
* I sammansmältningen av två deuteriumkärnor för att bilda en heliumkärna är massdefekten cirka 0,028 atommassenheter (AMU).
* Med hjälp av E =MC² omvandlas denna lilla massskillnad till en enorm mängd energi, motsvarande miljoner elektronvolt (MEV).
fusionskraft är en lovande energikälla eftersom den:
* Har en enorm energipotential.
* Använder rikliga och lättillgängliga bränslen som väteisotoper.
* Producerar minimalt långlivat radioaktivt avfall.
Att uppnå långvariga fusionsreaktioner på jorden är emellertid en utmanande teknisk strävan på grund av de extrema temperaturer och tryck som krävs.
