Sự khác biệt chính - Năng lượng nguyên tử và năng lượng hạt nhân

Tất cả các nguyên tử đều được cấu tạo bởi một hạt nhân và một đám mây electron xung quanh hạt nhân. Hạt nhân được cấu tạo bởi proton và neutron, là những hạt hạ nguyên tử. Mỗi và mọi nguyên tử đều mang một lượng năng lượng nhất định. Đây được gọi là năng lượng nguyên tử. Năng lượng nguyên tử này bao gồm thế năng của các hạt hạ nguyên tử và năng lượng cần thiết để giữ các electron trong các obitan xung quanh hạt nhân. Năng lượng hạt nhân đề cập đến năng lượng được giải phóng thông qua quá trình phân hạch và hợp nhất của hạt nhân. Sự khác biệt chính giữa năng lượng nguyên tử và năng lượng hạt nhân là năng lượng nguyên tử bao gồm năng lượng cần thiết để giữ electron trong nguyên tử trong khi năng lượng hạt nhân không bao gồm năng lượng cần thiết để giữ electron

Các lĩnh vực chính được bao phủ

1. Năng lượng nguyên tử là gì - Định nghĩa, Loại, Ví dụ 2. Năng lượng hạt nhân là gì - Định nghĩa, Loại, Ví dụ 3. Sự khác nhau giữa năng lượng nguyên tử và năng lượng hạt nhân - So sánh các điểm khác biệt chính

Thuật ngữ chính: Năng lượng nguyên tử, Năng lượng liên kết nguyên tử, Phương trình Einstein, Năng lượng ion hóa, Năng lượng liên kết hạt nhân, Phân hạch hạt nhân, Nhiệt hạch hạt nhân, Nơtron, Năng lượng hạt nhân, Năng lượng tiềm năng, Phân rã phóng xạ

Năng lượng nguyên tử là gì

Năng lượng nguyên tử là tổng năng lượng mà nguyên tử mang theo. Thuật ngữ năng lượng nguyên tử lần đầu tiên được đưa ra trước khi phát hiện ra hạt nhân. Năng lượng nguyên tử là tổng hợp của các dạng năng lượng khác nhau.

Các loại năng lượng

Năng lượng liên kết nguyên tử

Năng lượng liên kết nguyên tử của nguyên tử là năng lượng cần thiết để tách nguyên tử thành các electron tự do và hạt nhân. Nó đo năng lượng cần thiết để loại bỏ các electron khỏi các obitan của một nguyên tử. Đây còn được gọi là năng lượng ion hóa khi xem xét các yếu tố khác nhau.

Năng lượng liên kết hạt nhân

Đây là năng lượng cần thiết để tách hạt nhân thành neutron và proton. Nói cách khác, năng lượng liên kết hạt nhân là năng lượng đã được sử dụng để giữ neutron và proton lại với nhau để tạo thành hạt nhân. Năng lượng liên kết luôn là một giá trị dương vì năng lượng nên được sử dụng để giữ các lực giữa proton và neutron.

Hình 1: Năng lượng liên kết hạt nhân của một số nguyên tố

Năng lượng tiềm năng của hạt nhân

Thế năng là tổng các thế năng của tất cả các hạt dưới nguyên tử trong hạt nhân. Vì các hạt dưới nguyên tử không bị phá hủy khi thực hiện tách hạt nhân, nên các hạt này sẽ luôn có thế năng. Thế năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác nhau.

Năng lượng giải phóng thông qua phân hạch và nhiệt hạch hạt nhân

Sự phân hạch và tổng hợp hạt nhân với nhau có thể được gọi là phản ứng hạt nhân. Phân hạch hạt nhân là quá trình hạt nhân bị tách thành các phần nhỏ hơn. Phản ứng tổng hợp hạt nhân là quá trình hai hạt nhân nguyên tử kết hợp với nhau để tạo thành một hạt nhân lớn.

Năng lượng giải phóng trong quá trình phân rã phóng xạ

Các hạt nhân không ổn định trải qua một quá trình đặc biệt gọi là phân rã phóng xạ để có được trạng thái ổn định. Ở đó, neutron hoặc proton có thể được chuyển đổi thành các loại hạt khác nhau sau đó được phát ra từ hạt nhân.

Năng lượng của các nguyên tử có trong liên kết hóa học

Hợp chất được cấu tạo từ hai hoặc nhiều nguyên tử. Các nguyên tử này liên kết với nhau thông qua các liên kết hóa học. Để giữ các nguyên tử trong các liên kết hóa học này, cần phải có một năng lượng nhất định. Đây được gọi là năng lượng liên nguyên tử.

Năng lượng hạt nhân là gì

Năng lượng hạt nhân là tổng năng lượng của hạt nhân nguyên tử. Năng lượng hạt nhân được giải phóng khi phản ứng hạt nhân xảy ra. Phản ứng hạt nhân là phản ứng có thể làm thay đổi hạt nhân của nguyên tử. Có hai loại phản ứng hạt nhân chính là phản ứng phân hạch hạt nhân và phản ứng tổng hợp hạt nhân.

Sự phân hạch hạt nhân

Sự phân hạch hạt nhân là sự phân chia hạt nhân thành các hạt nhỏ hơn. Các hạt này được gọi là sản phẩm phân hạch. Khi hạt nhân xảy ra phân hạch, tổng khối lượng cuối cùng của các sản phẩm phân hạch không bằng tổng khối lượng ban đầu của hạt nhân. Giá trị cuối cùng cũng nhỏ hơn giá trị ban đầu. Khối lượng còn thiếu được chuyển thành năng lượng. Năng lượng giải phóng có thể được tìm thấy bằng cách sử dụng phương trình Einstein.

E = mc²

Trong đó E là năng lượng được giải phóng, m là khối lượng còn thiếu và c là tốc độ ánh sáng.

Sự phân hạch hạt nhân có thể xảy ra theo ba cách:

Phân rã phóng xạ

Sự phân rã phóng xạ xảy ra ở những hạt nhân không bền. Tại đây, một số hạt dưới nguyên tử được chuyển đổi thành các dạng hạt khác nhau và được phát ra một cách tự phát. Điều này xảy ra để có được một trạng thái ổn định.

Bắn phá neutron

Sự phân hạch hạt nhân có thể xảy ra thông qua bắn phá nơtron. Khi một hạt nhân bị va chạm với một neutron từ bên ngoài, hạt nhân có thể tách thành các mảnh. Những mảnh vỡ này được gọi là sản phẩm phân hạch. Điều này giải phóng một lượng năng lượng cao cùng với nhiều nơtron của hạt nhân hơn.

Nhiệt hạch hạt nhân

Sự phân hạch hạt nhân xảy ra khi hai hoặc nhiều hạt nhân kết hợp với nhau tạo thành một hạt nhân mới. Một lượng lớn năng lượng được giải phóng ở đây. Khối lượng bị thiếu trong quá trình nhiệt hạch được chuyển thành năng lượng.

Hình 2: Phản ứng nhiệt hạch hạt nhân

Các ví dụ trên cho thấy phản ứng tổng hợp của Deuterium (²H) và Tritium (³NS). Phản ứng tạo ra Heli (⁴He) là sản phẩm cuối cùng với một neutron. Phản ứng thu được tổng cộng 17,6 MeV.

Năng lượng hạt nhân là nguồn năng lượng tốt để sản xuất điện. Lò phản ứng điện hạt nhân có khả năng sử dụng năng lượng hạt nhân để sản xuất điện. Mật độ năng lượng của các nguyên tố có thể được sử dụng trong lò phản ứng hạt nhân là rất cao so với các nguồn năng lượng khác như nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, một hạn chế lớn của việc sử dụng năng lượng hạt nhân là sự hình thành chất thải hạt nhân và các tai nạn nghiêm trọng có thể xảy ra trong các nhà máy điện.

Sự khác biệt giữa năng lượng nguyên tử và năng lượng hạt nhân

Sự định nghĩa

Năng lượng nguyên tử: Năng lượng nguyên tử là tổng năng lượng mà nguyên tử mang theo.

Năng lượng hạt nhân: Năng lượng hạt nhân là tổng năng lượng của hạt nhân nguyên tử.

Giá trị

Năng lượng nguyên tử: Năng lượng nguyên tử có giá trị rất cao vì nó là tổng năng lượng mà một nguyên tử được cấu tạo.

Năng lượng hạt nhân: Năng lượng hạt nhân là một giá trị cao do năng lượng lớn được giải phóng từ các phản ứng hạt nhân.

Liên kết hóa học

Năng lượng nguyên tử: Năng lượng nguyên tử bao gồm năng lượng cần thiết để giữ các nguyên tử trong liên kết hóa học khi nguyên tử ở trong hợp chất.

Năng lượng hạt nhân: Năng lượng hạt nhân không bao gồm năng lượng cần thiết để giữ các nguyên tử trong liên kết hóa học

Điện tử

Năng lượng nguyên tử: Năng lượng nguyên tử bao gồm năng lượng cần thiết để tách nguyên tử thành các electron tự do và hạt nhân.

Năng lượng hạt nhân: Năng lượng hạt nhân không bao gồm năng lượng cần thiết để tách nguyên tử thành các electron tự do và hạt nhân.

Phần kết luận

Cả năng lượng nguyên tử và năng lượng hạt nhân đều được định nghĩa liên quan đến nguyên tử. Năng lượng nguyên tử bao gồm tổng năng lượng có trong nguyên tử. Năng lượng hạt nhân bao gồm năng lượng được giải phóng khi thực hiện các thay đổi đối với hạt nhân của nguyên tử. Đây là sự khác biệt chính giữa năng lượng nguyên tử và năng lượng hạt nhân.

Thẩm quyền giải quyết:

1. "Nhiệt hạch hạt nhân." Thư viện Kỹ thuật số Khoa học Quốc gia Atomci, n.d. Web. Có sẵn ở đây. 28 tháng 7 năm 2017. 2. "Nhiệt hạch hạt nhân." Nhiệt hạch hạt nhân. N.p., n.d. Web. Có sẵn ở đây. Ngày 28 tháng 7 năm 2017.

Hình ảnh lịch sự:

“Đường cong năng lượng liên kết - các đồng vị chung” (Miền công cộng) qua Commons Wikimedia “Phản ứng tổng hợp Deuterium-tritium” của Wykis - Công việc riêng, dựa trên w: File: D-t-fusion.png (Miền công cộng) qua Commons Wikimedia