ביצועים, היסות ודעיכה גרעינית
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| nuclear fission/ˈnjuːklɪə ˈfɪʃn/ | עיכוב גרעיני |
| nuclear fusion/ˈnjuːklɪə ˈfjuːʒn/ | היתוך גרעיני |
אצבע של חומר, אוקיינוס של אנרגיה
- השמש ממירה ארבעה מיליון טון מחומרה לאנרגיה טהורה כל שנייה.
- תחנת כוח גרעינית מספקת חשמל לעיר מכמה קילוגרמים של דלק.
- הסוד הוא המרת מסה לאנרגיה, באמצעות $E = mc^2$ של איינשטיין.
- מכיוון ש-$c^2$ הוא עצום, מסה זעירה משחררת כמות ענקית של אנרגיה.
מסה הופכת לאנרגיה
- היחס של איינשטיין $E = mc^2$ קובע שמסה ואנרגיה הן שתי צורות של אותו דבר.
- בתגובה גרעינית, מעט מסה נעלם ומופיע כפריצה של אנרגיה.
- מכיוון ש-$c^2 \approx 9\times10^{16}$, גם גרם אחד של מסה יניב כמות ענקית של אנרגיה.
- תגובות גרעיניות משחררות מיליונים פעמים יותר אנרגיה לכל אטום מאשר תגובות כימיות.
איזו משוואה מקשרת בין מסה לאנרגיה?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ה-$E = mc^2$ של איינשטיין מקשר בין מסה לאנרגיה.
מדוע תגובות גרעיניות משחררות הרבה יותר אנרגיה מאשר תגובות כימיות?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
המרת אף מסה זעירה מניבה אנרגיה ענקית מכיוון שה-$c^2$ כזה גדול.
התפרקות: פיצול גרעינים גדולים
- התפרקות גרעינית מפצלת גרעין גדול וכבד (כמו אורניום) לחלקים קטנים יותר.
- למוצרי הפיצול יש סך כל של מסה פחות מעט; המסה הנאבדת הופכת לאנרגיה.
- בכל פיצול משתחררים נייטרונים שיכולים לפצל עוד גרעינים — תגובה שרשרתית.
- התפרקות היא הבסיס לתחנות כוח גרעיניות ולפצצות אטומיות.
פילוח גרעיני הוא:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
פילוח מפצל נקלאון גדול וכבד לחלקים קטנים יותר.
מיזוג: חיבור גרעינים קטנים
- היתוך גרעיני מחבר גרעינים קלים וקטנים (כמו מימן) לגרעין גדול יותר.
- שוב כמות מעטה של מסת אבדה והופיעה כאנרגיה — ואף יותר לכל קילוגרם מאשר בביצוע.
- ההיתוך הוא המקור לאנרגיה של השמש וכוכבים, המשלב מימן לחלומית.
- הוא דורש חום ולחץ קיצוניים, ולכן הפקת אנרגיה מהיתוך על פני האדמה היא קשה מאוד.
ביצועים, היסות או דעיכה?
סדרו כל תהליך גרעיני.
היתוך גרעיני מספק את האנרגיה ל-____ ולכוכבים.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
השמש מבצעת היתוך של מימן להליום, ושחרור אנרגיה.
בחרו כל האמירות הנכונות לגבי תגובות גרעיניות.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
התפצלות מפרקת, היתוך מחבר, ושניהם משחררים אנרגיה מתוך מסה מאבדת. גם ההיתוך משחרר אנרגיה.
גם ביצוע (פירוק) וגם היתוך (חיבור) משחררים אנרגיה, כי בתרשימה המוצרים הם בעלי מסה מעט פחותה מהגרעינים ההתחלתיים. המסה "האבודה" אינה נעלמת — היא הופכת לאנרגיה באמצעות $E = mc^2$. אל תניחו שרק פירוק משחרר אנרגיה; היתוך של גרעינים קלים משחרר אף יותר.
גם פילוח וגם היתוך משחררים אנרגיה מכיוון שלתוצרי התגובה יש מסה מעט פחותה.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
המסה האבודה הופכת לאנרגיה דרך $E = mc^2$ בשני התהליכים.
השמש מבצעת היתוך של מימן לחלומית. מאיפה מגיעה האנרגיה העצומה שלה?
- הגרעין החלומיתי בעל מסה מעט פחותה מהמימן שהפך אותו.
- המסת האבודה הקטנה הזו הופכת לאנרגיה באמצעות $E = mc^2$ — ועם $c^2$ כל כך גדול, זו כמות ענקית.
תגובות גרעיניות ממירות מסה לאנרגיה באמצעות $E = mc^2$, ומשחררות מיליון פעמים יותר אנרגיה לכל אטום מאשר תגובות כימיות. ביצוע מפצל גרעינים כבדים (תחנות כוח, פצצות); היתוך מחבר גרעינים קלים (השמש). בשתי התגובות המוצרים הם בעלי מסה מעט פחותה, והמסה הזו הופכת לאנרגיה.