Kernfusie is de knooppuntinatomenwatheeftkernenlicht. De samenvoeging van deze atomen resulteert in een atoom met een zwaardere kern.
Onderworpen aan een zeer hoge temperatuur, deuterium (H2) en tritium (H3), die isotopen van waterstof (H) zijn, plakken aan elkaar. Deze vereniging resulteert in het vrijkomen van een grote hoeveelheid energie en helium (He) kernen worden gevormd.
De reactie van dit proces is:
Ongeveer 3.108 Bij deze reactie kan kJ/g energie vrijkomen.
Het kernfusieproces leidt tot de werking van waterstofbommen (de meest vernietigende atoombommen die er zijn). Fusiereacties vinden plaats in de zon en het is de bron van zonne-energie.
Kernfusiereactor
Bij kernfusie komt veel energie vrij. Om deze reden zet de wetenschappelijke gemeenschap zich sterk in om kernenergie mogelijk te maken als energieoptie op basis van het fusieproces.
Daartoe is een reactor nodig die kernfusie kan produceren en beheersen. Tokamak is de naam die wordt gegeven aan reactoren die op verschillende locaties in de wereld worden ontwikkeld.
Wat zijn uw voordelen?
De energie die door kernfusie wordt opgewekt, zou een manier zijn om de veiligheid en de reinheid van het milieu te garanderen. Dat komt omdat de splijtingnucleair produceert voornamelijk energie via uranium (een van de belangrijkste radioactieve elementen).
Aangezien de hoeveelheid verbruikte brandstof kleiner is, volgt hieruit dat de radioactiviteit ook inferieur zijn en daarom is de productie van kernafval ook kleiner.
De brandstof die voor fusie wordt gebruikt, kan worden gewonnen uit zeewater en uit het eigen trillium van de kernreactor. Bij splijting wordt hiervoor uranium gebruikt, maar het is niet gemakkelijk te winnen.
Leer meer over Nucleaire energie.
Kernfusie en de sterren
Binnenin sterren vinden thermonucleaire reacties plaats, dat wil zeggen dat het kernfusieproces daarin plaatsvindt. De zon is een voorbeeld.
Sterren worden gevormd uit waterstof, waarvan de kern licht is. De hoge temperatuur bevordert de fusie en vormt een heliumkern, een zwaarder element. Bij dit gewelddadige proces dat energie geeft aan zonne-energie komt veel energie vrij.
Koude kernfusie
Het is een stelling van de chemici Martin Fleischmann en Stanley Pons dat het kernfusieproces niet bij zeer hoge temperaturen kan plaatsvinden, maar bij kamertemperatuur.
De hypothese werd verworpen door de wetenschappelijke gemeenschap, omdat chemici niet konden bewijzen dat ze koude kernfusie hadden bereikt.
En wat is kernsplijting?
Kernsplijting is een proces dat precies tegenovergesteld is aan het kernfusieproces. In plaats van de fusie van atoomkernen, is wat er gebeurt hun breuk.
Het meest gebruikte element in dit proces is uranium. De energie die vrijkomt bij de reactie van minimaal 8,107 kJ/mol, hoewel hoog, is lager dan de energie die wordt verkregen met kernfusie.
Wil meer weten? lezen kernsplijting.
Oefeningen over kernfusie
vraag 1
(UFCE) De uitdrukking kernfusie is gelijk aan:
a) het vloeibaar maken van de kernen.
b) kernsplijting.
c) breuk van kernen waardoor kleinere kernen ontstaan.
d) het verzamelen van kernen die grotere kernen vormen.
Correct alternatief: d) het samenstellen van kernen om grotere kernen te vormen.
Bij kernfusie verenigen atoomkernen zich en vormen een grotere kern. Bij dit proces komt ook een neutron en een grote hoeveelheid energie vrij.
vraag 2
(FGV-SP) Over kernsplijting en kernfusie:
a) De termen zijn synoniem.
b) Kernfusie is verantwoordelijk voor het produceren van licht en warmte in de zon en andere sterren.
c) Alleen kernfusie wordt geconfronteerd met het probleem van de veilige verwijdering van radioactief afval.
d) Kernfusie wordt momenteel in veel landen gebruikt voor de commerciële productie van energie.
e) Beide methoden bevinden zich nog in de onderzoeksfase en worden niet commercieel gebruikt.
Correct alternatief: b) Kernfusie is verantwoordelijk voor het produceren van licht en warmte in de zon en andere sterren.
In het binnenste van de zon en andere sterren vinden verschillende fusiereacties plaats vanwege de hoge temperatuur die nodig is om dit type reactie te laten plaatsvinden.
vraag 3
Wat is het verschil tussen splijting en kernfusie?
Antwoord: Kernsplijting komt overeen met de splitsing van een onstabiele atoomkern en de vorming van twee stabielere kernen. Bij fusie verenigen twee kernen zich echter om een stabielere kern te vormen.
vraag 4
(FEI-SP) De waterstofbom is een voorbeeld van een kernreactie:
a) van het splijtingstype.
b) waar alleen alfastraling plaatsvindt.
c) waar alleen bètastraling plaatsvindt.
d) van het fusietype.
e) waar alleen gammastraling plaatsvindt.
Correct alternatief: d) Fusietype.
De waterstofbom bevat in zijn binnenste een bron die de isotypen waterstof, tritium en deuterium uitzendt, die wanneer ze verenigd zijn een grote hoeveelheid energie vrijgeven.
Zie universitaire toelatingsexamenvragen over het onderwerp in de lijst die we hebben opgesteld: radioactiviteit oefeningen.
