Điểm khác biệt giữa phân hạch hạt nhân và nhiệt hạch hạt nhân

Phân hạch hạt nhân

Phản ứng phân hạch hạt nhân (nuclear fission) là quá trình mà trong đó hạt nhân của một nguyên tử bị bắn phá bằng các neutron năng lượng thấp, phân tách thành hai hoặc nhiều hạt nhân nhỏ hơn. Hạt nhân nguyên tử ban đầu được gọi là hạt nhân mẹ, còn các hạt nhân được phân tách, nhẹ hơn là hạt nhân con.

Phản ứng phân hạch dây chuyền từ các hạt nhân con, có thể xảy ra hay không tùy thuộc vào năng lượng của các neutron được giải phóng và khoảng cách giữa các nguyên tử. Phản ứng có thể được kiểm soát hoặc điều chỉnh bằng cách đưa vào chất hấp thụ neutron (chất làm chậm) trước khi chúng có thể phản ứng với nhiều nguyên tử hơn.

Phản ứng phân hạch hạt nhân là quá trình sinh nhiệt. Năng lượng giải phóng do phản ứng phân hạch hạt nhân là rất đáng kể. Ví dụ, phản ứng phân hạch của một kilogram uranium giải phóng năng lượng tương đương việc đốt cháy khoảng bốn tỉ kilogram than. Phản ứng phân hạch hạt nhân được sử dụng trong các lò phản ứng điện hạt nhân.

Phân hạch hạt nhân ít phổ biến trong tự nhiên, như quá trình phân rã các đồng vị phóng xạ, hoặc là nhân tạo, xảy ra trong lò phản ứng hạt nhân hoặc sản xuất vũ khí.

Nhiệt hạch hạt nhân

Phản ứng nhiệt hạch hạt nhân (nuclear fusion), còn gọi là phản ứng tổng hợp, là quá trình hai hoặc nhiều hạt nhân nguyên tử hợp nhất với nhau, tạo thành hạt nhân nặng hơn. Nhiệt độ cực cao (khoảng 1,5 x 10⁷ độ C) có thể giữ các hạt nhân lại với nhau để lực hạt nhân mạnh có thể liên kết chúng.

Khi phản ứng nhiệt hạch xảy ra, sẽ giải phóng một lượng lớn năng lượng, lớn hơn nhiều so với năng lượng được giải phóng trong phản ứng phân hạch hạt nhân. Lý do năng lượng được giải phóng từ phản ứng nhiệt hạch là do hai nguyên tử có nhiều năng lượng hơn một nguyên tử đơn lẻ. Khi các hạt nhân được hợp nhất, năng lượng dư thừa được giải phóng.

Phản ứng nhiệt hạch hạt nhân được kỳ vọng cung cấp nguồn năng lượng dồi dào cho các nhà máy điện, sản xuất nguồn điện không carbon, chạy cả ngày lẫn đêm, không có nhược điểm của các nhà máy điện hạt nhân ngày nay, chẳng hạn như chất thải phóng xạ phải được xử lý cô lập trong hàng trăm nghìn năm.

Phản ứng nhiệt hạch hạt nhân xảy ra trong tự nhiên, nhưng nó diễn ra ở Mặt trời và các vì sao, chứ không phải trên Trái đất. Việc xây dựng lò phản ứng nhiệt hạch, khai thác năng lượng, đưa vào sản xuất điện vẫn đang được một số quốc gia xây dựng, thử nghiệm.

Phân biệt phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch

Cả phản ứng phân hạch hạt nhân và phản ứng nhiệt hạch hạt nhân đều giải phóng lượng năng lượng khổng lồ. Điểm khác biệt giữa phân hạch hạt nhân và nhiệt hạch hạt nhân là gì?