Zmiana jądrowa

Schemat reakcji jądrowej. Źródło: Nuklearna Komisja Regulacyjna od USA, CC do 2.0, Wikimedia Commons

Co to jest zmiana nuklearna?

A Zmiana jądrowa Jest to proces, w którym jądra niektórych izotopów zmieniają się spontanicznie lub są zmuszone do zmiany dwóch lub więcej różnych izotopów. Trzy główne typy wymiany jądrowej materii to radioaktywna dezintegracja naturalna, rozszczepienie jądrowe i fuzja jądrowa.

Oprócz jądra pozostałe dwie zmiany materii są fizyczne i chemiczne. Pierwszy nie oznacza żadnej zmiany w jego składzie chemicznym. Jeśli kawałek folii zostanie wycięty, nadal jest folią aluminiową.

Kiedy zachodzi zmiana chemiczna, skład chemiczny zaangażowanych substancji również się zmienia. Na przykład węgiel podczas spalania jest łączony z tlenem, tworząc dwutlenek węgla (CO₂).

Kursy wymiany jądrowej

Radioaktywna rozpad naturalny

Kiedy radioizotop emituje cząstki alfa lub beta, następuje transmutacja elementu, to znaczy zmiana z jednego elementu na drugi.

Zatem powstały izotop ma inną liczbę protonów niż oryginalny izotop. Następnie zachodzi zmiana jądrowa. Oryginalna substancja (izotop) została zniszczona, tworząc nową substancję (izotop).

W tym sensie naturalne izotopy radioaktywne były obecne od czasu tworzenia ziemi i są stale wytwarzane przez reakcje jądrowe promieni kosmicznych z atomami w atmosferze. Te reakcje jądrowe powodują elementy wszechświata.

Tego rodzaju reakcje wytwarzają stabilne i radioaktywne izotopy, z których wiele ma pół życia na kilka miliardów lat.

Teraz te radioaktywne izotopy nie mogą tworzyć w naturalnych warunkach charakterystycznych dla planety Ziemia. W wyniku rozpadu radioaktywnego ich ilość i radioaktywność stopniowo zmniejszają się. Jednak z powodu tych długich okresów życia ich radioaktywność była jak dotąd znacząca.

Może ci służyć: Genie Wiley, dzika dziewczyna, która rozpoznała tylko jej imię

Zmiana jądrowa według rozszczepienia

Centralne jądro atomu zawiera protony i neutrony. W rozszczepieniu jądro jest podzielone, albo przez rozkład radioaktywny, albo dlatego, że jest bombardowane przez inne cząstki subatomowe znane jako neutrino.

Powstałe elementy mają mniej połączoną masę niż oryginalne jądro. Ta utracona masa staje się energią jądrową.

W ten sposób reakcje kontrolowane przez rośliny jądrowe są wykonywane w celu uwolnienia energii. Kontrolowane rozszczepienie występuje, gdy bardzo lekkie neutrino bombardują jądro atomu.

To pęka, tworząc dwa mniejsze jądra, podobny rozmiar. Zniszczenie uwalnia znaczną ilość energii, do 200 razy większej niż neutron, który zainicjował procedurę.

Samo w sobie tego rodzaju zmiana jądrowa ma ogromny potencjał jako źródło energii. Jest to jednak źródło wielu obaw, zwłaszcza tych związanych z bezpieczeństwem i środowiskiem.

Zmiana jądrowa przez fuzję

Fuzja to proces, w którym słońce i inne gwiazdy wytwarzają światło i ciepło. W tym procesie nuklearnym energia wytwarza łamanie atomów światła. Jest to reakcja przeciwna rozszczepieniu, w której ciężkie izotopy są podzielone.

Na Ziemi fuzja jądrowa jest łatwiejsza do połączenia dwóch izotopów wodoru: deuter i tritium.

Wodór, utworzony przez pojedynczy proton i elektron, jest najlżejszy ze wszystkich pierwiastków. Deuter, często nazywany „ciężką wodą”, ma dodatkowy neutron w jądrze.

Ze swojej strony tritium ma dwa dodatkowe neutrony, a zatem jest trzy razy cięższy niż wodór.

Może Ci służyć: badania terenowe: cechy, projekt, techniki, przykłady

Na szczęście deuter znajduje się w wodzie morskiej. Oznacza to, że na planecie będzie paliwo do fuzji.

Przykłady zmiany jądrowej

• Po detonowaniu bomby atomowej (rozszczepienie jądrowe).
• W słońcu jest fuzja jąder wodoru, które wytwarzają hel. W tym procesie uwalnia się dużo energii, które na Ziemi postrzegamy jako światło i ciepło (fuzja jądrowa).
• Elektrownie jądrowe wytwarzają reakcje rozszczepienia jądrowego w celu wytwarzania energii elektrycznej.
• Fuzja atomów wapnia i tytanu tworzy strukturę zdolną do przekształcenia własnej plazmy w magazyn energetyczny.
• Fuzja atomów fluoru i magnezu tworzy strukturę masy jądrowej.

Bibliografia

1. Miller, g. T. I Spoolman, s. I. (2015). Nauka o środowisku. Massachusetts: Cengage Learning.
2. Co to jest rozszczepienie? Wyzdrowiał z Livescience.com.