Mikä on ydinmuutos?



ydinmuutos on prosessi, jossa tiettyjen isotooppien ytimet muuttuvat spontaanisti tai joutuvat vaihtamaan kahteen tai useampaan eri isotooppiin.

Aineen ydinmuutoksen kolme pääasiallista tyyppiä ovat luonnollinen radioaktiivinen hajoaminen, ydinfissio ja ydinfuusio.

Ydinvoiman lisäksi kaksi muuta aineen muutosta ovat fyysinen ja kemiallinen. Ensimmäinen ei merkitse muutoksia sen kemialliseen koostumukseen. Jos leikkaat alumiinifolion, se on silti alumiinifoliota.

Kun tapahtuu kemiallinen muutos, myös kyseisten aineiden kemiallinen koostumus muuttuu. Esimerkiksi hiilen polttaminen yhdistetään happeen, jolloin muodostuu hiilidioksidia (CO2).

Ydinmuutos ja sen päätyypit

Luonnollinen radioaktiivinen hajoaminen

Kun radioisotooppi säteilee alfa- tai beetahiukkasia, tapahtuu elementin transmutaatio eli muutos elementistä toiseen.

Näin ollen tuloksena olevalla isotoopilla on erilainen määrä protoneja kuin alkuperäinen isotooppi. Sitten tapahtuu ydinmuutos. Alkuperäinen aine (isotooppi) on tuhottu, jolloin muodostuu uusi aine (isotooppi).

Tässä mielessä luonnolliset radioaktiiviset isotoopit ovat olleet läsnä maanmuodostuksen jälkeen, ja niitä tuottavat jatkuvasti kosmisen säteilyn ydinreaktiot, joissa on atomeja ilmakehässä. Nämä ydinreaktiot aiheuttavat universumin elementtejä.

Tämäntyyppiset reaktiot tuottavat stabiileja ja radioaktiivisia isotooppeja, joista monilla on puoliintumisaika useita miljardeja vuosia.

Nyt näitä radioaktiivisia isotooppeja ei voida muodostaa maapallolle ominaisia ​​luonnollisissa olosuhteissa.  

Radioaktiivisen hajoamisen seurauksena sen määrä ja radioaktiivisuus ovat vähentyneet vähitellen. Näiden pitkien puoliintumisaikojen vuoksi sen radioaktiivisuus on kuitenkin ollut merkittävä.

Ydinmuutos fissiolla

Atomin keskeinen ydin sisältää protoneja ja neutroneja. Fissiossa tämä ydin jakautuu joko radioaktiivisella hajoamisella tai koska se on pommitettu muilla subatomisilla hiukkasilla, joita kutsutaan neutrinoiksi.

Saatujen kappaleiden massa on pienempi kuin alkuperäisen ytimen. Tämä menetetty massa tulee ydinvoimaksi. 

Tällä tavalla ydinvoimalaitoksissa suoritetaan kontrolloituja reaktioita energian vapauttamiseksi. Ohjattu fissio tapahtuu, kun hyvin kevyt neutrino pommittaa atomin ytimen.

Se katkeaa ja luo kaksi samankokoista ydintä. Hävittäminen vapauttaa huomattavan määrän energiaa - jopa 200-kertaisesti verrattuna neutroniin, joka aloitti menettelyn.

Itse asiassa tällaisella ydinvoimalanmuutoksella on suuria mahdollisuuksia energianlähteenä. Se on kuitenkin useiden huolenaiheiden lähde, erityisesti turvallisuuteen ja ympäristöön liittyvät ongelmat.

Ydinmuutos fuusiolla

Fuusio on prosessi, jolla aurinko ja muut tähdet tuottavat valoa ja lämpöä. Tässä ydinprosessissa energiaa tuottaa kevyiden atomien hajoaminen. Se on vastakkainen reaktio fissiolle, jossa raskas isotooppi on jaettu.

Maassa ydinfuusio on helpompi saavuttaa yhdistämällä kaksi vety-isotooppia: deuteriumia ja tritiumia.

Vety, joka muodostuu yhdestä protonista ja elektronista, on kevyin kaikista elementeistä. Deuteriumilla, jota usein kutsutaan "raskaaksi vedeksi", on ytimessä ylimääräinen neutroni.

Tritiumilla on puolestaan ​​kaksi muuta neutronia ja siksi se on kolme kertaa raskaampi kuin vety.

Onneksi deuterium löytyy merivedestä. Tämä tarkoittaa, että fuusiolle on polttoainetta, kun planeetalla on vettä.

viittaukset

  1. Miller, G. T. ja Spoolman, S. E. (2015). Ympäristötiede Massachusetts: Cengagen oppiminen.
  2. Miller, G. T. ja Spoolman, S. E. (2014). Ekologian perusteet. Connecticut: Cengage-oppiminen.
  3. Cracolice, M. S. ja Peters, E. I. (2012). Johdanto-kemia: Aktiivinen oppiminen. California: Cengage Learning.
  4. Konya, J. ja Nagy, N. M. (2012). Ydinenergia ja radiokemia. Massachusetts: Elsevier.
  5. Taylor Redd, N. (2012, syyskuu 19). Mikä on fissio? Live-tieteessä. Haettu 2. lokakuuta 2017 osoitteesta livescience.com.
  6. Ydinfuusio. (s / f). Ydinalan tiede- ja teknologiatietokeskuksessa. Haettu 02.10.2017 osoitteesta nuclearconnect.org.