Ydinmuutos

Ydinreaktion kaavio. Lähde: USA: n ydinvoimalaitos, CC 2: lla.0, Wikimedia Commons

Mikä on ydinmuutos?

Eräs Ydinmuutos Se on prosessi, jolla tiettyjen isotooppien ytimet muuttuvat spontaanisti tai pakotetaan muuttamaan kaksi tai useampia erilaisia ​​isotooppeja. Kolme päätyyppiä aineenvaihtotyyppiä ovat radioaktiivinen luonnon hajoaminen, ydinfissio ja ydinfuusio.

Ydinvoiman lisäksi aineen kaksi muuta muutosta ovat fysikaalisia ja kemiallisia. Ensimmäinen ei tarkoita muutosta sen kemiallisessa koostumuksessa. Jos pala kalvoa leikataan, se on edelleen alumiinifolio.

Kun kemiallinen muutos tapahtuu, myös mukana olevien aineiden kemiallinen koostumus muuttuu. Esimerkiksi hiili polttaessa yhdistetään happea, muodostaen hiilidioksidin (CO₂).

Ydinvoimakurssit

Radioaktiivinen luonnon hajoaminen

Kun radioisotooppi säteilee alfa- tai beetapartikkeleita, elementin transmutaatio tapahtuu, ts.

Siten tuloksena olevalla isotoopilla on erilainen määrä protoneja kuin alkuperäisellä isotoopilla. Sitten tapahtuu ydinmuutos. Alkuperäinen aine (isotooppi) on tuhoutunut, muodostaen uuden aineen (isotooppi).

Tässä mielessä luonnollisia radioaktiivisia isotooppeja on ollut läsnä maan muodostumisen jälkeen, ja niitä tuotetaan jatkuvasti kosmisten säteiden ydinreaktioilla, joissa on atomit ilmakehässä. Nämä ydinreaktiot aiheuttavat maailmankaikkeuden elementtejä.

Tämäntyyppiset reaktiot tuottavat stabiileja ja radioaktiivisia isotooppeja, joista monilla on puolivuotia.

Nyt nämä radioaktiiviset isotoopit eivät voi muodostaa planeetalle ominaisia ​​luonnollisia olosuhteita. Radioaktiivisen hajoamisen seurauksena niiden määrä ja radioaktiivisuus ovat vähitellen vähentyneet. Näiden pitkien puoliskojen vuoksi heidän radioaktiivisuus on kuitenkin ollut toistaiseksi merkittävä.

Voi palvella sinua: Genie Wiley, villi tyttö, joka vain tunnisti nimensä

Ydinmuutos fissiolla

Atomin keskeinen ydin sisältää protoneja ja neutroneja. Fissiossa tämä ydin on jaettu joko radioaktiivisella rappeutumisella tai koska sitä pommitetaan muilla neutriinoina tunnetuilla subatomisilla hiukkasilla.

Tuloksena olevilla kappaleilla on vähemmän yhdistetty massa kuin alkuperäisellä ytimellä. Tästä menetetystä massasta tulee ydinenergia.

Tällä tavoin tehdään ydinlaitoksissa kontrolloituja reaktioita energian vapauttamiseksi. Kontrolloitu fissio tapahtuu, kun erittäin kevyt neutriino pommittaa atomin ydintä.

Tämä rikkoutuu, luomalla kaksi pienempää ytimtä, samankokoinen. Tuhoaminen vapauttaa huomattavan määrän energiaa, jopa 200 kertaa neutronin, joka aloitti menettelyn.

Tällaisella ydinmuutoksella on sinänsä suuri potentiaali energian lähteenä. Se on kuitenkin useiden huolenaiheiden lähde, etenkin turvallisuuteen ja ympäristöön liittyvät.

Ydinmuutos fuusiona

Fuusio on prosessi, jolla aurinko ja muut tähdet tuottavat valoa ja lämpöä. Tässä ydinprosessissa energiaa tuotetaan valoatomien murtamisella. Se on fissiota vastoin reaktio, jossa raskaat isotoopit on jaettu.

Maapallolla ydinfuusio on helpompi yhdistää kaksi vety -isotooppia: Deuterium ja Tritium.

Vety, joka on muodostettu yhdellä protonilla ja elektronilla, on kevyin kaikista elementeistä. Deuteriumissa, jota kutsutaan usein "raskaaseen veteen", on ylimääräinen neutroni sen ytimessä.

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

Voi palvella sinua: Kenttätutkimus: Ominaisuudet, suunnittelu, tekniikat, esimerkit

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

Esimerkkejä ydinmuutoksista

• Kun atomipommi on räjäytetty (ydinfissio).
• Auringossa on fuusio vety -ytimiä, jotka tuottavat heliumia. Tässä prosessissa vapautetaan paljon energiaa, että maapallolla havaitsemme valon ja lämmön (ydinfuusio).
• Ydinvoimalat tuottavat ydinfissioreaktioita sähkön tuottamiseksi.
• Kalsium- ja titaaniatomien fuusio muodostaa rakenteen, joka pystyy muuttamaan oman plasmansa energiavarastoksi.
• Fluori- ja magnesiumiatomien fuusio muodostavat ydinpainorakenteen.

Viitteet

1. Miller, G. T. Ja Spoolman, S. JA. (2015). Ympäristötiede. Massachusetts: Cengage Learning.
2. Mikä on fissio? Toipunut LivesCience.com.