ההבדל העיקרי - אנרגיה אטומית מול אנרגיה גרעינית

כל האטומים מורכבים מגרעין וענן אלקטרונים סביב הגרעין. הגרעין מורכב מפרוטונים וניוטרונים, שהם חלקיקים תת -אטומיים. כל אטום נושא כמות מסוימת של אנרגיה. קוראים לזה אנרגיה אטומית. אנרגיה אטומית זו כוללת את האנרגיות הפוטנציאליות של חלקיקים תת -אטומיים ואת האנרגיה הנדרשת לאחיזת האלקטרונים באורביטלים סביב הגרעין. אנרגיה גרעינית מתייחסת לאנרגיה המשתחררת באמצעות ביקוע ואיחוי גרעין. ההבדל העיקרי בין אנרגיה אטומית לאנרגיה גרעינית הוא זה אנרגיה אטומית כוללת אנרגיה הנדרשת להחזקת אלקטרונים באטום ואילו אנרגיה גרעינית אינה כוללת אנרגיה הנדרשת להחזקת אלקטרונים

אזורי מפתח מכוסים

1. מהי אנרגיה אטומית - הגדרה, סוגים, דוגמאות 2. מהי אנרגיה גרעינית - הגדרה, סוגים, דוגמאות 3. מה ההבדל בין אנרגיה אטומית לאנרגיה גרעינית - השוואה בין הבדלים מרכזיים

מונחי מפתח: אנרגיה אטומית, אנרגיה מחייבת אטומית, משוואת איינשטיין, אנרגיית יינון, אנרגיה מחייבת גרעינית, ביקוע גרעיני, היתוך גרעיני, נייטרונים, אנרגיה גרעינית, אנרגיה פוטנציאלית, ריקבון רדיואקטיבי.

מהי אנרגיה אטומית

אנרגיה אטומית היא האנרגיה הכוללת שאטום נושא עמה. המונח אנרגיה אטומית הוצג לראשונה לפני גילוי הגרעין. האנרגיה האטומית היא סכום של סוגים שונים של אנרגיות.

סוגי אנרגיות

אנרגיה מחייבת אטומית

אנרגיית הקישור האטומי של אטום היא האנרגיה הנדרשת לפירוק האטום לאלקטרונים ולגרעין חופשיים. הוא מודד את האנרגיה הנדרשת להסרת אלקטרונים ממסלולי האטום. זה נקרא גם ה אנרגיית יינון כאשר בוחנים אלמנטים שונים.

אנרגיה מחייבת גרעינית

זוהי האנרגיה הנדרשת לפיצול הגרעין לניוטרונים ופרוטונים. במילים אחרות, אנרגיית הקישור הגרעיני היא האנרגיה ששימשה להחזיק נויטרונים ופרוטונים יחד ליצירת הגרעין. האנרגיה המחייבת היא תמיד ערך חיובי שכן יש להשתמש באנרגיה על מנת לשמור על הכוחות בין פרוטונים לנויטרונים.

איור 1: אנרגיה מחייבת גרעינית של כמה יסודות

אנרגיה פוטנציאלית של הגרעין

האנרגיה הפוטנציאלית היא סכום האנרגיות הפוטנציאליות של כל החלקיק התת אטומי בגרעין. מכיוון שהחלקיקים התת אטומיים אינם נהרסים כאשר מתבצעת פיצול גרעיני, לחלקיקים אלה תמיד תהיה אנרגיה פוטנציאלית. ניתן להפוך את האנרגיה הפוטנציאלית לצורות אנרגיה שונות.

האנרגיה משתחררת באמצעות ביקוע גרעיני ואיחוי

ביקוע גרעיני ואיחוי גרעיני יחד יכולים להיקרא תגובות גרעיניות. ביקוע גרעיני הוא התהליך שבו הגרעין מחולק לחלקים קטנים יותר. היתוך גרעיני הוא התהליך שבו שני גרעינים אטומיים מתאחדים ליצירת גרעין יחיד גדול.

האנרגיה משתחררת בהתפרקות רדיואקטיבית

גרעינים לא יציבים עוברים תהליך מיוחד הנקרא ריקבון רדיואקטיבי על מנת לקבל מצב יציב. שם ניתן להמיר נויטרונים או פרוטון לסוגים שונים של חלקיקים שנפלטים לאחר מכן מהגרעין.

אנרגיה של אטומים הנמצאים בקשרים כימיים

תרכובות מורכבות משני אטומים או יותר. אטומים אלה מחוברים זה לזה באמצעות קשרים כימיים. על מנת להחזיק את האטומים בקשרים כימיים אלה, נדרשת אנרגיה מסוימת. קוראים לזה אנרגיה בין אטומית.

מהי אנרגיה גרעינית

אנרגיה גרעינית היא האנרגיה הכוללת של גרעין האטום. אנרגיה גרעינית משתחררת כאשר מתרחשות תגובות גרעיניות. תגובות גרעיניות הן תגובות שיכולות לשנות את גרעין האטום. ישנם שני סוגים עיקריים של תגובות גרעיניות כתגובות ביקוע גרעיני ותגובות היתוך גרעיני.

ביקוע גרעיני

ביקוע גרעיני הוא פיצול הגרעין לחלקיקים קטנים יותר. חלקיקים אלה נקראים מוצרי ביקוע. כאשר מתרחשת ביקוע גרעיני, המסה הכוללת הסופית של מוצרי הביקוע אינה שווה למסה ההתחלתית הכוללת של הגרעין. הערך הסופי הוא גם פחות מהערך ההתחלתי. המסה החסרה הופכת לאנרגיה. ניתן למצוא את האנרגיה המשתחררת באמצעות משוואת איינשטיין.

E = mc²

כאשר E היא האנרגיה המשתחררת, m היא המסה החסרה ו- c היא מהירות האור.

ביקוע גרעיני יכול להתרחש בשלוש דרכים:

ריקבון רדיואקטיבי

ריקבון רדיואקטיבי מתרחש בגרעינים לא יציבים. כאן חלקיקים תת-אטומיים מומרים לצורות חלקיקים שונות ונפלטים באופן ספונטני. זה קורה כדי להשיג מצב יציב.

הפצצת נייטרונים

ביקוע גרעיני יכול להתרחש באמצעות הפגזת נויטרונים. כאשר הגרעין נפגע עם נויטרון מבחוץ, הגרעין עשוי להתפצל לשברים. שברים אלה נקראים מוצרי ביקוע. זה משחרר כמות גבוהה של אנרגיה יחד עם יותר נויטרונים של הגרעין.

היתוך גרעיני

ביקוע גרעיני מתרחש כאשר שני גרעינים או יותר משתלבים זה בזה ויוצרים גרעין יחיד חדש. כמות אנרגיה גדולה משתחררת כאן. המסה החסרה במהלך תהליך ההיתוך הופכת לאנרגיה.

איור 2: תגובת היתוך גרעינית

הדוגמאות לעיל מציגות את מיזוג הדויטריום (²H) וטריטיום (³ח). התגובה נותנת הליום (⁴הוא) כמוצר הסופי יחד עם נויטרון. התגובה מניבה סך של 17.6 MeV.

אנרגיה גרעינית היא מקור אנרגיה טוב לייצור חשמל. כורי כוח גרעיני מסוגלים לנצל אנרגיה גרעינית על מנת לייצר חשמל. צפיפות האנרגיה של יסודות שניתן להשתמש בהם בכורים גרעיניים גבוהה מאוד בהשוואה למקורות אנרגיה אחרים כגון דלקים מאובנים. עם זאת, חסרון משמעותי בשימוש באנרגיה גרעינית הוא יצירת פסולת גרעינית ותאונות דרמטיות שיכולות להתרחש בתחנות כוח.

ההבדל בין אנרגיה אטומית לאנרגיה גרעינית

הַגדָרָה

אנרגיה אטומית: אנרגיה אטומית היא האנרגיה הכוללת שאטום נושא עמה.

אנרגיה גרעינית: אנרגיה גרעינית היא האנרגיה הכוללת של גרעין האטום.

ערך

אנרגיה אטומית: לאנרגיה האטומית יש ערך גבוה מאוד מכיוון שהיא סך כל האנרגיה שממנה מורכב האטום.

אנרגיה גרעינית: אנרגיה גרעינית היא ערך גבוה בשל האנרגיה הגבוהה המשתחררת מתגובות גרעיניות.

קשר כימי

אנרגיה אטומית: אנרגיה אטומית כוללת את האנרגיה הנדרשת לאחיזת אטומים בקשרים כימיים כאשר האטומים נמצאים בתרכובות.

אנרגיה גרעינית: אנרגיה גרעינית אינה כוללת אנרגיה הנדרשת לאחיזת אטומים בקשרים כימיים

אלקטרונים

אנרגיה אטומית: אנרגיה אטומית כוללת את האנרגיה הנדרשת לפיצול האטום לאלקטרונים חופשיים ולגרעין.

אנרגיה גרעינית: אנרגיה גרעינית אינה כוללת את האנרגיה הנדרשת לפיצול האטום לאלקטרונים ולגרעין חופשיים.

סיכום

הן אנרגיה אטומית והן אנרגיה גרעינית מוגדרות לגבי אטומים. אנרגיה אטומית כוללת את סך האנרגיה הכלולה באטום. אנרגיה גרעינית כוללת את האנרגיה המשתחררת כאשר מתבצעות שינויים בגרעין האטום. זהו ההבדל העיקרי בין אנרגיה אטומית לאנרגיה גרעינית.

התייחסות:

1. "היתוך גרעיני". ארכיון Atomci. הספרייה הדיגיטלית למדע לאומי, n.d. אינטרנט. זמין פה. 28 ביולי 2017.2. "היתוך גרעיני". היתוך גרעיני. נ.פ., נ.ד. אינטרנט. זמין פה. 28 ביולי 2017.

באדיבות התמונה:

"עקומת אנרגיה מחייבת-איזוטופים נפוצים" (דומיין ציבורי) באמצעות Commons Wikimedia "Deuterium-tritium fusion" מאת Wykis-עבודה משלו, מבוסס על w: קובץ: D-t-fusion.png (דומיין ציבורי) באמצעות Commons Wikimedia