CO TO JEST ZMIANA JĄDROWA? - NAUKA - 2025

Zmiany jądrowego jest procesem, w którym zarodki niektórych izotopów zmiany spontanicznie lub konieczności zmiany do dwóch lub więcej różnych izotopów.

Trzy główne rodzaje zmian jądrowych w materii to naturalny rozpad radioaktywny, rozszczepienie jądrowe i fuzja jądrowa.

Oprócz energii jądrowej pozostałe dwie zmiany w materii są fizyczne i chemiczne. Pierwsza nie oznacza żadnej zmiany w jej składzie chemicznym. Jeśli wycinasz kawałek folii aluminiowej, nadal jest to folia aluminiowa.

Kiedy zachodzi zmiana chemiczna, zmienia się również skład chemiczny odnośnych substancji. Na przykład spalanie węgla łączy się z tlenem, tworząc dwutlenek węgla (CO2).

Zmiana jądrowa i jej główne rodzaje

Naturalny rozpad radioaktywny

Kiedy radioizotop emituje cząstki alfa lub beta, zachodzi transmutacja pierwiastka, to znaczy zmiana z jednego pierwiastka na inny.

Tak więc powstały izotop ma inną liczbę protonów niż oryginalny izotop. Następnie następuje zmiana jądrowa. Oryginalna substancja (izotop) została zniszczona, tworząc nową substancję (izotop).
W tym sensie naturalne izotopy promieniotwórcze są obecne od czasu powstania Ziemi i są stale wytwarzane w wyniku reakcji jądrowych promieni kosmicznych z atomami w atmosferze. Te reakcje jądrowe dają początek elementom wszechświata.

W tego typu reakcjach powstają stabilne, radioaktywne izotopy, z których wiele ma okres półtrwania wynoszący kilka miliardów lat.

Jednak te radioaktywne izotopy nie mogą powstać w naturalnych warunkach charakterystycznych dla planety Ziemia.

W wyniku rozpadu promieniotwórczego jego ilość i radioaktywność stopniowo malały. Jednak ze względu na te długie okresy półtrwania jego radioaktywność była dotychczas znacząca.

Zmiana jądra atomowego przez rozszczepienie

Centralne jądro atomu zawiera protony i neutrony. Podczas rozszczepienia jądro to dzieli się albo przez rozpad radioaktywny, albo dlatego, że jest bombardowane przez inne cząstki subatomowe znane jako neutrina.

Powstałe kawałki mają mniejszą łączną masę niż oryginalny rdzeń. Ta utracona masa jest przekształcana w energię jądrową.
W ten sposób elektrownie jądrowe przeprowadzają kontrolowane reakcje, aby uwolnić energię. Kontrolowane rozszczepienie zachodzi, gdy bardzo lekkie neutrino bombarduje jądro atomu.

To pęka, tworząc dwa mniejsze jądra o podobnej wielkości. Zniszczenie uwalnia znaczną ilość energii - do 200 razy więcej niż neutron, który rozpoczął procedurę.
Sama w sobie tego rodzaju zmiana jądrowa ma ogromny potencjał jako źródło energii. Jest to jednak źródłem wielu obaw, zwłaszcza tych związanych z bezpieczeństwem i środowiskiem.

Zmiana jądrowa w wyniku syntezy jądrowej

Fuzja to proces, w którym Słońce i inne gwiazdy wytwarzają światło i ciepło. W tym procesie jądrowym energia jest wytwarzana przez rozpad atomów światła. Jest to reakcja odwrotna do rozszczepienia, w którym dzielą się ciężkie izotopy.
Na Ziemi synteza jądrowa jest łatwiejsza do osiągnięcia dzięki połączeniu dwóch izotopów wodoru: deuteru i trytu.

Wodór, składający się z jednego protonu i elektronu, jest najlżejszym ze wszystkich pierwiastków. Deuter, często nazywany „ciężką wodą”, ma w swoim rdzeniu dodatkowy neutron.

Z kolei tryt ma dwa dodatkowe neutrony, a zatem jest trzy razy cięższy od wodoru.

Na szczęście deuter znajduje się w wodzie morskiej. Oznacza to, że będzie paliwo do syntezy, o ile na planecie będzie woda.

Bibliografia

1. Miller, GT i Spoolman, SE (2015). Nauka o środowisku. Massachusetts: Cengage Learning.
2. Miller, GT i Spoolman, SE (2014). Podstawy ekologii. Connecticut: Cengage Learning.
3. Cracolice, MS i Peters, EI (2012). Chemia wprowadzająca: podejście do aktywnej nauki. Kalifornia: Cengage Learning.
4. Konya, J. i Nagy, NM (2012). Jądrowa i radiochemia. Massachusetts: Elsevier.
5. Taylor Redd, N. (19 września 2012). Co to jest rozszczepienie? W nauce na żywo. Pobrane 2 października 2017 r. Z livescience.com.
6. Fuzja nuklearna. (s / f). W Centrum Nauki i Technologii Jądrowej. Pobrane 2 października 2017 r. Z jądrowegoconnect.org.