Skillnad mellan atomenergi och kärnkraft

Huvudskillnad - Atomenergi mot kärnkraft

Alla atomer är sammansatta av en kärna och ett elektronmoln runt kärnan. Kärnan består av protoner och neutroner, vilka är subatomära partiklar. Varje atom bär en viss mängd energi. Detta kallas atomenergi. Denna atomära energi innefattar de potentiella energierna hos subatomära partiklar och den energi som krävs för att hålla elektronerna i orbitaler runt kärnan. Kärnkraft hänvisar till den energi som frigörs genom klyvning och fusion av kärnor. Den största skillnaden mellan atomenergi och kärnenergi är det Atomer energi innehåller energi som krävs för att hålla elektroner i en atom medan kärnkraft inte innehåller energi som krävs för att hålla elektroner

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är Atomic Energy
      - Definition, Typer, Exempel
2. Vad är kärnkraft
      - Definition, Typer, Exempel
3. Vad är skillnaden mellan atomenergi och kärnkraft
      - Jämförelse av viktiga skillnader

Nyckelord: atomkraft, atombindande energi, Einstein-ekvation, ioniseringsenergi, kärnbindningsenergi, kärnklyvning, kärnfusion, neutroner, kärnkraft, potentiell energi, radioaktivt förfall

Vad är Atomic Energy

Atomenergi är den totala energin som en atom bär med den. Termen atomenergi introducerades först före upptäckten av kärnan. Atomenergin är summan av olika typer av energier. 

Typer av energier 

Atombindande energi

Atomens atombindande energi är den energi som krävs för att demontera en atom i fria elektroner och kärnor. Det mäter den energi som krävs för att avlägsna elektroner från en atoms orbital. Detta kallas också joniseringsenergi när man överväger olika delar.

Kärnbindande energi

Detta är den energi som krävs för att dela upp kärnan i neutroner och protoner. Med andra ord är kärnbindningsenergi den energi som har använts för att hålla neutroner och protoner tillsammans för att bilda kärnan. Bindningsenergin är alltid ett positivt värde eftersom energi bör användas för att hålla krafterna mellan protoner och neutroner.

Figur 1: Kärnbindande energi av vissa element

Potentiell energi hos kärnan

Den potentiella energin är summan av de potentiella energierna hos all den subatomiska partikeln i en kärna. Eftersom de subatomiska partiklarna inte förstörs när en nukleär uppdelning görs, kommer dessa partiklar alltid att ha en potentiell energi. Den potentiella energin kan omvandlas till olika energiformer.

Energi frigjord genom kärnklyvning och fusion

Kärnklyvning och kärnfusion tillsammans kan kallas kärnreaktioner. Kärnfission är processen där en kärna delas upp i mindre delar. Kärnfusion är processen där två atomkärnor kombinerar för att bilda en stor enda kärna.

Energi frigjord i radioaktivt förfall

Ostabila kärnor genomgår en särskild process som kallas radioaktivt förfall för att erhålla ett stabilt tillstånd. Där kan neutroner eller proton omvandlas till olika typer av partiklar som sedan avges från kärnan.

Atomer som ligger i kemiska obligationer

Föreningar är sammansatta av två eller flera atomer. Dessa atomer är fästa vid varandra genom kemiska bindningar. För att hålla atomerna i dessa kemiska bindningar krävs en viss energi. Detta kallas inter-atom energi.

Vad är kärnkraft

Kärnkraft är den totala energin i en atoms kärna. Kärnkraft frigörs när kärnreaktioner uppstår. Kärnreaktioner är reaktioner som kan förändra en atoms kärna. Det finns två huvudtyper av kärnreaktioner som kärnfissionreaktioner och kärnfusionsreaktioner.

Kärnfission

En kärnfission är klyvning av kärnor i mindre partiklar. Dessa partiklar kallas fissionsprodukter. När en kärnfission sker, är den slutliga totala massan av fissionsprodukter inte lika med kärnans totala inledande massa. Slutvärdet är också mindre än initialvärdet. Den saknade massan omvandlas till energi. Den frigjorda energin kan hittas med Einstein-ekvationen.

E = mc²

Där E är den energi som släpps är m den saknade massan och c är ljusets hastighet.

En kärnfission kan ske på tre sätt:

Radioaktivt avfall

Radioaktivt förfall inträffar i instabila kärnor. Här omvandlas några subatomära partiklar till olika former av partiklar och utsöndras spontant. Detta sker för att erhålla ett stabilt tillstånd.

Neutron Bombardment

Kärnklyvning kan ske genom neutronbombardemang. När en kärna träffas med en neutron från utsidan kan kärnan dela upp i fragment. Dessa fragment kallas fissionsprodukter. Detta släpper ut en hög mängd energi tillsammans med mer neutroner i kärnan.

Kärnfusion

Kärnfission sker när två eller flera kärnor kombinerar varandra och bildar en ny enda kärna. En stor mängd energi släpps här. Den saknade massan under fusionsprocessen omvandlas till energi.

Figur 2: Kärnfusionreaktion

Ovanstående exempel visar fusionen av deuterium (²H) och tritium (³H). Reaktionen ger Helium (⁴Han) som slutprodukt tillsammans med en neutron. Reaktionen ger totalt 17,6 MeV.

Kärnkraft är en bra energikälla för elproduktion. Kärnkraftsreaktorer kan använda kärnkraft för att producera el. Energitätheten hos element som kan användas i kärnreaktorer är mycket hög jämfört med andra energikällor som fossila bränslen. En stor nackdel med kärnkraftsanvändningen är emellertid bildandet av kärnavfall och dramatiska olyckor som kan uppstå i kraftverk.

Skillnad mellan atomenergi och kärnkraft

Definition

Kärnenergi: Atomenergi är den totala energin som en atom bär med den.

Kärnenergi: Kärnkraft är den totala energin i en atoms kärna.

Värde

Kärnenergi: Atomenergin har ett mycket högt värde eftersom det är den totala energin som en atom består av.

Kärnenergi: Kärnkraft är ett högt värde på grund av den höga energi som frigörs från kärnreaktioner.

Kemisk bindning

Kärnenergi: Atomenergi inkluderar den energi som krävs för att hålla atomer i kemiska bindningar när atomer är i föreningar.

Kärnenergi: Kärnkraft omfattar inte energi som krävs för att hålla atomer i kemiska bindningar

elektroner

Kärnenergi: Atom energi inkluderar den energi som krävs för att dela en atom i fria elektroner och kärnor.

Kärnenergi: Kärnkraft omfattar inte den energi som krävs för att dela en atom i fria elektroner och kärnor.

Slutsats

Både atomenergi och kärnenergi definieras beträffande atomer. Atomenergi inkluderar summan av den energi som ingår i en atom. Kärnkraft innefattar den energi som frigörs när förändringar görs till en atoms kärna. Detta är den största skillnaden mellan atomenergi och kärnenergi.

Referens: 

1. "Kärnfusion". Atomci Archive.National Science Digital Library, n.d. Webb. Tillgänglig här. 28 juli 2017.
2. "Kärnfusion". Kärnfusion. N.p., n.d. Webb. Tillgänglig här. 28 juli 2017. 

Image Courtesy:

"Bindande energikurva - vanliga isotoper" (Public Domain) via Commons Wikimedia
"Deuterium-tritiumfusion" Av Wykis - Egent arbete, baserat på w: Fil: D-t-fusion.png (Public Domain) via Wikimedia Commons