Является ли слияние двух атомов более мощным, чем деление одного атома? Если да, то почему?
Физика
Наука
Атомы
27 февраля 2022
·
2,0 K
Надирсолтан Солтангишиев
Работаю гл. бухгалтером средней организации. Приусадебное хозяйство , астрофизика... · 14 мар 2022
При слиянии атомов дейтерия и атомов трития (термоядерный синтез-водородная бомба) выделяется больше энергии , чем при распаде изотопов атомов урана 238(атомный взрыв).
1 эксперт согласен
Кирилл Иванов
подтверждает
18 марта 2022
Согласен, но это частные случаи. Хотя, раз на солнце идут реакции термоядерного синтеза, а не распада, значит он энергетически выгоден)))
Лучший
Владимир Бомбин
Физика, космос, планеты, астрономия, космонавтика · 28 февр 2022
Условно да. Правильней сказать не более мощным, а более энергетически выгодным. Возьмём для примера перспективные в будущем реакции синтеза дейтерий + тритий и дейтерий + гелий 3 Энергия получаемая при такой реакции 17,6 и 18.4 МэВ (мегаэлектронвольта) соответственно. При делении (распаде) одного атомного ядра получаемая энергия меньше Читать далее
Александр Николаев
18 апреля 2022
В вопросе и ответе есть семантическая ошибка. Атом - это то с чем имеет дело химия. Соответственно: слияние атомов (ковалентные, ионные, металлические и водородные связи)- это химия. Реакция деления Урана, Плутония... и реакция термоядерного синтеза - имеет дело не с атомами, а с ядрами - это ЯДЕРНЫЕ реакции, не АТОМНЫЕ... Необходимо быть четкими в терминах. Еще раз: энергия химической связи на порядки меньше чем энергии внутриядерных связей.
Термоядерный синтез не всегда происходит с выделением энергии. Например, конец жизненного цикла тяжелой звезды обусловлен началом синтеза железа и никеля, который происходит с поглощением, а не с выделением энергии. Вследствие этого и происходит нарушение баланса давления и гравитации, отчего звезда и "схлопывается", а потом взрывается как сверхновая II типа. Т.е. в данном случае энергия синтеза (Fe, Ni) меньше, чем энергия деления какого нибудь Плутония 239.
Комментарий был удалён за нарушение правил
Владимир Бомбин
1 марта 2022
@Александр Есенков, Если сжимать именно атомы, то произойдет процесс слияния электронов и атомных ядер. Похожие процессы происходят в нейтронных звездах.
Александр Николаев
18 апреля 2022
@Владимир Бомбин, Да происходит нейтронизация. Но это не атомы сжимаются. В ядре звезды ни о каких атомах говорить не приходится. Там плазма - ядра отдельно и вырожденный электронный газ отдельно. Атом - это когда электроны связаны с ядром.
Комментарий был удалён за нарушение правил
игорь Симчанк
19 марта 2022
@Александр Александр, я думаю если немного такого получить, то можно было бы для чего нибудь приспособить. Например сделать мембрану и ловить Нейтрино. Нейтринный радиопередатчик.
Александр Николаев
Инженер - строитель. Экономист - математик. к.э.н. "Математические и инструментальные... · 18 апр 2022
Слияние двух атомов это химическая реакция. Например: NaCl - поваренная соль. Химические связи обусловлены электромагнитным взаимодействием. Деление атома (вообще то, ядра атома. Атом - "не делим" в смысле химии) обусловлено сильным взаимодействием. Сильное взаимодействие, на то и "сильное", что оно на порядки сильнее электромагнитного. Так что "деление атома" на порядки мощнее, чем слияние 2-х атомов, что и доказано практически "атомной" бомбой.
Сергей Г. Кузьмич
Всем, всем, обо всём ... · 3 мар 2022
Ответ на этот животрепещущий вопрос, уважаемый задаватель, не может быть дан, в силу его некорректности. Какой смысл вкладывается в понятие - " ... более мощным"? ...
Андрей Викторович Пол
Специалист . Инженер- исследователь. Авто управление, ИТ, ТОЭ, электрофизика и механика... · 30 мая 2022
Почему ? Все дело в дефекте масс. Популярно. Вес\энергия (E-mc**2) ядра атома и сумма веса составляющих ядро частиц (нуклонов(протонов и нейтронов)) отличаются на величину "дефекта масс". Если по одной оси абсцисс расположить номер в периодической системе, а по оси ординат дефект масс то имеем график. В Первом приближении график (точнее усредненная огибающая графика) имеет ярко выраженный экстемум в средней части таблицы (железо , никель, медь, кобальт и т.д. где нуклоны упакованы удобно, компактно, дефект минимален. В начале периодической системы (Водород, Литий) ядро сильно активно, раздуто энергией и нестабильно. Ядро тяжелее составных нуклонов. Тот же эффект для тяжёлых ядер окончания системы Менделеева , но эфект роста дефекта масс гораздо менее выраженный. Т.е. , популярно, если из "Дефектных" ядер собрать ядро элемента средней части период. системы, то излишек массы (дефект) выделяется в виде энергии.
Дальше интереснее. Магические числа ядра.: Есть ядра элементов хорошо (удачно) упакованные у которых дефект масс меньше чем у соседних элементов. Такие элементы периодически встречаются , что связано с "удачной, четной, четкой :) компактной упаковкой" нуклонов в контейнменте ядра (Это проявляется в локальных экстемумах на граффике. График НЕ гладкий. Некоторые ядра таких элементов могут даже "жить" долго и счастливо даже без защиты электронной оболочки. Это ядра элементов с магическими числами нуклонов в ядре. Первое стабильное ядро = ядро атома гелия, в свободном состоянии носит название альфа частица. Ядерные реакции идут не путем "разборки и сборки атома по кирпичикам , как на идеальной стройке", а как на "реальной экономичной стройке хозспособом". Т.е. разборка идет как сил(Энергии) хватило и как получилось (на крупные осколки). Потом каждый из осколков рекомбинируется в некую устойчивую конструкцию, включая магические ядра или устойчивые соединения различных атомов до тех пор, пока не кончится энергия. И все это хаотично и порционно. Т.е. работают законы статистики и квантования. И релитивистские и нерелитивисткие эффекты.
Дальше - еще интереснее. В реальных процессах , нужно учесть энергии электронных оболочек,
Нестандартные энергии (изомерию) ядра, т.е. то, что статистически и эмпирически изучается химией. Реагенты ядерных реакций вступают в химические взаимодействия. Ядра обретают изомерию молекул, конструкции вновь закрываются и изолируются электронными оболочками. В том числе и нестабильные ядра радиактивных изотопов……. Когда речь идет о "силе" , то, видимо, практический интерес представляет интегральный выход энергии, и совсем не только в виде "тепла" квантов электромагниного излучения, но и в виде других частиц взаимодействий…
Игорь Ломакин
Иногда так хочется сесть перед компом, выпить коньяка, закурить сигарету, и написать... · 13 мар 2022
Вообще это относительно. Деление - это разделение большого атома на два или несколько меньших. Слияние - это слияние двух или более более легких атомов в более крупный. Естественное протекание процесса. Реакции деления в природе обычно не бывает
1 эксперт не согласен
Кирилл Иванов
возражает
16 марта 2022
А как же полураспад? Это и есть деление в чистом виде.
Что такое сжатие, слияние атомов?
Физика
Химия
15 января 2023
Сжатие и слияние атомов – это процессы, которые происходят в области атомной физики, когда атомы или атомные кластеры сжимаются и притягивают друг к другу или сливаются друг с другом, изменяя свою структуру. Сжатие и слияние атомов происходит, когда воздушные молекулы или другие частицы с энергией выше критической притягиваются к атому или атомному кластеру и приводят к сжатию атомной структуры. Например, в химических слияниях элементарные частицы притягиваются друг к другу и сливаются вместе для того, чтобы создать новые атомы или молекулы.
Susanna Kazaryan
Сусанна Казарян, США, Физик · 18 янв 2023
Давайте сперва разберёмся с терминологией. Атом — квантовая система состоящая из ядра и электронов. В нормальном состоянии атом нейтрален и число электронов равно числу протонов. Атом с дефицитом (или избытком) электронов называется ионизированным, а при полном отсутствии электронов называется полностью ионизированным атомом, представляющим собой "голое" ядро.
Избегая погружения в дебри квантовой теории атома, попробуем сперва сжать воду, хотя она и считается несжимаемой. Так ли это и что мешает её сжать? Знакомые с атомной физикой ответят — противодействие электронных оболочек атомов. Верно, но частично. Расчёты показывают, что для сжатия радиуса сферической капли на 5%, требуется давление более 10000 атм, что в 10 раз больше, чем давление под толщею океана на дне Марианской впадины. Однако, даже при таком давлении, ни с атомами молекул воды, ни с химических связями валентных электронов заметных изменений не произойдёт и лишь уменьшатся на 5% межмолекулярные расстояния.
Для того, чтобы давлением сжать вещество настолько, чтобы все электронные оболочки выродились бы и электроны (e) захватывались бы протонами (p) ядер, образовывая нейтроны (n) и электронные нейтрино (p⁺ + e⁻ → n + νₑ, т.н. нейтронизация вещества), необходимы давления более 3×10²⁹ атм и температуры в триллионы градусов. Плотность вещества при этом станет равной 10¹⁷ кг/м³, что почти в 2 раза меньше плотности материи внутри атомных ядер. Такие давления, плотности и температуры реализуются только в нейтронных звёздах, рождённых от взрыва сверхновых звёзд массой более 8 солнечных масс (M☉) и только квантовый принцип Паули мешает сжать звёздную плазму больше. При массе сверхновой более 40 M☉ начинают рождаться чёрные дыры, где плотности вещества и давление в сингулярности (в центре дыры) теоретически бесконечны (неопределённо велики).
Таким образом, процессы сжатия и слияния атомов непрерывно происходят в звёздах. Скромная масса нашего Солнца приводит в центральной области к давлению ~3×10¹⁶ атм, плотности плазмы ~150 г/см³ (более 19 раз плотнее стали) и температуре ~15 млн К. Это позволяет протекать только процессам синтеза (слияния) ядер водорода в ядра гелия с выделением энергии, которая и зародила жизнь на Земле более 3 млрд лет назад и греет нас до сих пор.
Но человек любит бросать вызов Вселенной (Создателю, соседу) и мы построили огромные ускорители частиц, которые способны разгонять частицы и ядра до колоссальных энергий. Сталкивая ядра (золото) друг с другом создаётся кварк-глюонная плазма с температурой 150 МэВ, и плотностью энергии немногим менее 1 ГэВ/фм³, что соответствует температуре и плотности в центре нейтронных звёзд (см. выше). К сожалению за всё надо платить — время жизни кварк глюонной плазмы, полученной человеком, мало, около 2.7×10⁻²³ сек. Далее мне писать было уже лень и просто направляю Вас к кварк-глюонной плазме.
Послесловие. Если очень быстро осуществить слияние (синтез) ядра Дейтерия с ядром Трития (см. о Солнце выше), то получится ядро Гелия с выделением энергии порядка 3 пикоДж. Это меньше энергии комариного писка, но в достаточном количестве (десятки кг) Дейтерия и Трития, это уже термоядерная бомба.
Алхимия. Ядерная трансмутация химических элементов периодический таблицы Менделеева с помощью технологии ядерной физики, сжатия, слияния атомов?
Образование
Физика
25 декабря 2021
Денис Ли
🎓Студент экономического факультета | Интересуюсь Физикой, Философией, Менеджментом |... · 14 янв 2022
Теперь это стало возможным в качестве термоядерной и расщепляющей реакции, реакторной и атомной технологии и т.д.
Вы получаете элемент, который хотите изменить, помещаете его в ускоритель частиц и запускаете в него протоны. Некоторые прилипнут, и вы только что подняли элемент вверх по периодической пищевой цепочке. Протоны будут иметь форму ядра легкого элемента, такого как водород или гелий, поэтому с ними будут нейтроны.
Но связанные с этим технические тонкости делают такие процессы очень дорогостоящими и громоздкими в повседневной жизни.
Однако методы радиологии могут быть использованы в ближайшем будущем в качестве экономически эффективных средств.
С удовольствием отвечу на интересующие вас вопросы.
Перейти на vk.com/lucianorussell
Александр Кобыленков
широкий круг научных интересов в основном физика · 21 сент 2022
Я уже отвечал на этот вопрос который был задан вами же 28 июня . да ядерная трансмутация возможна при большинстве ядерных реакций где изменяется число протонов в ядре то есть превращение одного химического элемента таблицы менделеева в другой.