Quasi tutta la vita sulla terra è indirettamente reso possibile dalle reazioni nucleari, e nel secolo scorso gli esseri umani hanno sfruttato anche reazioni nucleari per fare la guerra e per generare energia elettrica anche. In natura come in reattori nucleari, ci sono due tipi di processi che liberano energia notevole: fusione e fissione.
Energia
Voi sapete la prima legge della termodinamica che energia non è distrutto, né ha creato. Quindi da dove proviene l'energia in un reattore nucleare? La risposta ha a che fare con l'equazione di Einstein, E = mc ^ 2. Se si aggiunge la massa degli atomi e particelle in una reazione nucleare a partire e aggiungere la massa dei prodotti finali, troverete che una piccola quantità di massa è stato persa. Che la massa non è semplicemente scomparso, tuttavia---è stato convertito in energia. Come si può dire da E = mc ^ 2, non ci vuole molto messa a fare una grande quantità di energia.
Fissione nucleare
Tutti i reattori nucleari attualmente operativi coinvolgono il tipo di reazione nucleare chiamato fissione nucleare. In questo processo, alcuni isotopi di uranio o plutonio sono bombardati con neutroni. Quando un atomo di uno di questi due isotopi fissili cattura un neutrone, diventa instabile e rompe, producendo frammenti, energia sotto forma di radiazioni elettromagnetiche e più neutroni. Questi neutroni rilasciati possono essere catturati a loro volta da altri atomi di uranio, avviare una reazione a catena. Nei reattori nucleari, il combustibile è in gran parte composto da nonfissile isotopi e il processo è controllato in modo che l'energia rilasciata dal processo possa essere sfruttata per generare elettricità. Una bomba nucleare, al contrario, è deliberatamente progettata per subire una reazione a catena incontrollata che rilascia enormi quantità di energia.
Fusione nucleare
L'altro tipo di reazione nucleare viene chiamato fusione nucleare. Ordinariamente, nuclei atomici non sono molto vicini tra loro perché sono caricati positivamente e si respingono. A temperature molto elevate e pressioni come quelle che si trovano nel nucleo del sole, tuttavia, i nuclei sono muove così velocemente che può si scontrano nonostante queste forze repulsive. Quando entrano in collisione, la forza nucleare forte tiene insieme e si fondono per formare un nucleo più grande. Quasi tutta la vita sulla terra dipende dall'energia del sole, che è generato dalla fusione nucleare.
Considerazioni
Gli scienziati hanno a lungo cercato una fusione nucleare per la generazione di energia elettrica. Il processo sembra avere molti vantaggi attraenti. Non solo è in potrebbe di generare energia notevole, ma il combustibile che richiede è l'idrogeno, che è abbondante sulla terra sotto forma di acqua. Purtroppo, nessuno di questi sforzi sono riusciti finora, e gli scienziati hanno avuto più successo nel trasformare la fusione nucleare da usare come arma di guerra. Mentre le bombe di uranio e plutonio si basano soltanto sulla fissione nucleare, notevolmente più potenti testate termonucleari o bombe h, utilizzare anche la fusione nucleare. Queste bombe incorporano una bomba a fissione, che fornisce il calore enorme e la pressione necessaria per innescare la fusione nucleare del combustibile di fusione adiacente. Il conseguente rilascio di energia è poco a corto di incredibile.