Diferencia entre la fisión nuclear y la fusión

Diferencia Principal - Fisión Nuclear vs Fusión

La fusión nuclear y la fisión nuclear son reacciones químicas que tienen lugar en el núcleo de un átomo. Estas reacciones liberan una cantidad muy alta de energía. En ambas reacciones, los átomos se alteran, y los productos finales serían completamente diferentes de los reactivos iniciales. La fusión nuclear libera una energía más alta que la de la fisión nuclear. Aunque las reacciones de fisión nuclear no se encuentran mucho en el medio ambiente, la fusión nuclear se encuentra en estrellas como el sol. La principal diferencia entre la fisión nuclear y la fusión es que La fisión nuclear es la división de un átomo en partículas más pequeñas, mientras que la fusión nuclear es la combinación de átomos más pequeños para formar un átomo grande..

Áreas clave cubiertas

1. ¿Qué es la fisión nuclear?
      - Definición, Mecanismo, Ejemplos
2. ¿Qué es la fusión nuclear?
      - Definición, Mecanismo, Ejemplos
3. ¿Cuál es la diferencia entre la fisión nuclear y la fusión?
      - Comparación de diferencias clave

Términos clave: Deuterio, Vida media, Bombardeo de neutrones, Fisión nuclear, Fusión nuclear, Núcleo, Radiación, Desintegración radioactiva, Tritio

¿Qué es la fisión nuclear?

La fisión nuclear es la división de un núcleo en partículas más pequeñas. Estas partículas más pequeñas se llaman fragmentos. A menudo, los productos de la fisión nuclear incluyen neutrones y rayos gamma. Una reacción de fisión nuclear puede liberar una gran cantidad de energía. Esta reacción puede ocurrir de dos maneras como se muestra a continuación.

Bombardeo de neutrones

Esta es una reacción no espontánea en la que un isótopo grande e inestable es bombardeado con neutrones de alta velocidad. Estos neutrones acelerados hacen que el isótopo sufra fisión. Primero, el neutrón se combina con el núcleo del isótopo. El nuevo núcleo es más inestable; Así, sufre una reacción de fisión. La fisión produce más neutrones que pueden inducir a otros isótopos a sufrir una fisión nuclear. Esto hace que sea una reacción en cadena. Esto se llama "reacción en cadena nuclear".

Mecanismo - Fisión binaria

La fisión nuclear se produce a través de un mecanismo especial llamado fisión binaria. El núcleo de un átomo adquiere una forma esférica debido a la presencia de fuerzas nucleares entre partículas subatómicas (neutrones y protones). Cuando el núcleo captura el neutrón acelerado, la forma esférica del núcleo se deforma. Esto provoca la formación de una forma con dos lóbulos. Esta formación de lóbulos hace que las partículas subatómicas se separen unas de otras. Si la velocidad del bombardeo es suficiente, los dos lóbulos se pueden separar completamente, formando dos fragmentos porque las fuerzas nucleares ahora no son suficientes para mantener los lóbulos juntos. Aquí, se libera una cantidad muy alta de energía. Esta energía proviene del núcleo, donde las fuertes fuerzas nucleares entre las partículas subatómicas se convierten en energía..

Figura 01: Las etapas de la fisión binaria del núcleo. Aquí, los dos fragmentos se consideran del mismo tamaño. Pero, un producto es en realidad más pequeño que el otro producto.

Desintegración radioactiva

Este es un proceso espontáneo. Los isótopos inestables sufren un deterioro radioactivo. En este proceso, las partículas subatómicas del núcleo de los isótopos se convierten en diferentes formas, dando como resultado un elemento diferente. El producto es más estable y los isótopos inestables sufren un deterioro radioactivo hasta que todos los átomos se estabilizan..

En este proceso, los isótopos inestables pierden energía al emitir radiación. La desintegración radioactiva puede resultar en radiación compuesta de partículas alfa y partículas beta. La descomposición del material radioactivo se mide a través de un término llamado "vida media". La vida media de un material es el tiempo que toma ese material para convertirse en la mitad de su masa inicial.

Figura 2: Una reacción de fisión nuclear

La imagen de arriba muestra una reacción de fisión nuclear que ocurre debido al bombardeo de neutrones. El neutrón golpea el isótopo Uranium-235 y forma un átomo de Uranium-236. Es muy inestable. Por lo tanto, se divide en Bario-144, Krypton-89 y más neutrones acelerados junto con una alta cantidad de energía..

¿Qué es la fusión nuclear?

La fusión nuclear es la combinación de dos átomos más pequeños para crear un átomo grande, liberando energía. Esto sucede en condiciones de alta temperatura y presión. A veces, la combinación de núcleos dará como resultado más de un átomo grande. Cuando se calcula, hay una diferencia de masa entre los reactivos y los productos. Esta masa faltante se convierte en energía. La diferencia de masa surge debido a la diferencia en las energías de enlace nuclear..

Las reacciones de fusión nuclear se encuentran más comúnmente en el sol. La energía liberada por el sol es el resultado de reacciones de fusión nuclear que tienen lugar dentro del sol. La energía de enlace nuclear es la energía requerida para mantener a los protones y neutrones juntos dentro del núcleo. Dado que los protones están cargados positivamente y se repelen entre sí, debe haber una fuerza atractiva y fuerte para mantenerlos unidos. Cuando se trata de núcleos diminutos, hay menos protones presentes; Por lo tanto, se produce menos repulsión. Las fuerzas de atracción aquí son más altas. Por lo tanto, la unión de los núcleos liberará energía extra debido a la alta atracción entre dos núcleos. Pero para combinaciones de núcleos más grandes, no se libera energía. Esto se debe a que hay más protones que causan una alta repulsión entre dos núcleos..

Debido a la presencia de más protones que causan una repulsión entre los núcleos, la fusión nuclear entre los núcleos más pesados ​​no es exotérmica. Pero debido a las altas fuerzas de atracción entre los protones, los núcleos más ligeros experimentan reacciones de fusión nuclear que son altamente exotérmicas..

Figura 3: Reacción de fusión nuclear en el sol

El sol es una estrella. Produce una gran cantidad de energía en forma de calor y luz. Esta energía proviene de las reacciones de fusión que ocurren en el sol. La reacción de fusión implica la fusión de núcleos de deuterio y tritio. Los productos finales dados por esta reacción son helio, neutrones y mucha energía..

Diferencia entre la fisión nuclear y la fusión

Definición

Fisión nuclear: La fisión nuclear es la división de un núcleo en partículas más pequeñas, liberando una gran cantidad de energía..

Fusión nuclear: La fusión nuclear es la combinación de dos átomos más pequeños para crear un átomo grande que libera energía..

Ocurrencia natural

Fisión nuclear: Las reacciones de fisión nuclear no son comunes en la naturaleza..

Fusión nuclear: Las reacciones de fusión nuclear son comunes en estrellas como el sol..

Requerimientos

Fisión nuclear: Las reacciones de fisión nuclear pueden requerir neutrones de alta velocidad..

Fusión nuclear: Las reacciones de fusión nuclear requieren condiciones de alta temperatura y alta presión.

Producción de energía

Fisión nuclear: Las reacciones de fisión nuclear producen una alta energía..

Fusión nuclear: Las reacciones de fusión nuclear de los núcleos ligeros producen una energía muy alta, mientras que las reacciones de fusión nuclear de los núcleos pesados ​​pueden no liberar energía..

Ejemplos

Fisión nuclear:  Bombardeo de neutrones de uranio-235 y desintegración radioactiva en isótopos inestables son ejemplos de fisson nuclear.. 

Fusión nuclear: Las reacciones de fusión nuclear se encuentran más comúnmente como la fusión entre Deuterio y Tritium.

Conclusión

La fisión nuclear y las reacciones de fusión nuclear se producen cuando el núcleo de un átomo sufre cambios de forma espontánea o no espontánea. Estas reacciones provocan la creación de nuevos elementos en lugar del elemento inicial. La diferencia entre fisión nuclear y fusión es que la fisión nuclear es la división de un átomo en partículas más pequeñas, mientras que la fusión nuclear es la combinación de átomos más pequeños para formar un átomo grande.

Referencias:

1. "Fusión nuclear". Wikipedia. Fundación Wikimedia, 28 de julio de 2017. Web. Disponible aquí. 31 de julio de 2017. 
2. "Fisión nuclear". Conceptos de hiperfísica. N.p., n.d. Web. Disponible aquí. 31 de julio de 2017. 

Imagen de cortesía:

1. “Fisión nuclear” (dominio público) a través de Commons Wikimedia
2. "Fusión nuclear" por alguien - alguien (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia