Kas yra branduolinis pakeitimas?

A branduolinių pokyčių yra procesas, kuriuo tam tikrų izotopų branduoliai savaime keičiasi arba yra priversti pereiti prie dviejų ar daugiau skirtingų izotopų.

Trys pagrindiniai branduolinių medžiagų pasikeitimo būdai yra natūralus radioaktyvusis skilimas, branduolių dalijimasis ir branduolių sintezė.

Be branduolinės, kiti du medžiagos pokyčiai yra fiziniai ir cheminiai. Pirmasis nereiškia jokių cheminės sudėties pokyčių. Jei supjaustėte aliuminio folijos gabalėlį, tai vis dar aliuminio folija.

Kai vyksta cheminis pokytis, pasikeičia ir cheminių medžiagų cheminė sudėtis. Pavyzdžiui, anglies deginimas sujungiamas su deguonimi ir sudaro anglies dioksidą (CO2)..

Branduoliniai pokyčiai ir jų pagrindiniai tipai

Natūralus radioaktyvusis skilimas

Kai radioizotopas skleidžia alfa arba beta daleles, atsiranda elemento transmutacija, ty perėjimas iš vieno elemento į kitą.

Taigi gautas izotopas turi skirtingą protonų skaičių nei originalus izotopas. Tada įvyksta branduolinis pakeitimas. Pradinė medžiaga (izotopas) buvo sunaikinta, sudaranti naują medžiagą (izotopą).

Šia prasme natūralūs radioaktyvieji izotopai yra buvę nuo Žemės formavimo ir nuolat gaminami kosminių spindulių branduolinėmis reakcijomis, kuriose yra atomų atmosferoje. Šios branduolinės reakcijos sukelia visatos elementus.

Šios reakcijos rūšys gamina stabilius ir radioaktyvius izotopus, kurių daugelio pusinės eliminacijos laikas yra keli milijardai metų.

Dabar šie radioaktyvieji izotopai negali būti formuojami gamtos sąlygomis, būdingomis Žemei.  

Dėl radioaktyvaus skilimo jo kiekis ir radioaktyvumas palaipsniui mažėjo. Tačiau dėl šių ilgo pusėjimo trukmės jos radioaktyvumas iki šiol buvo reikšmingas.

Branduoliniai pokyčiai, atsiradę per skilimą

Atominės branduolys yra protonai ir neutronai. Skilimo metu šis branduolys yra suskirstytas arba radioaktyvaus skilimo metu, arba dėl to, kad jį bombarduoja kitos subatominės dalelės, žinomos kaip neutrinos.

Gautos dalys turi mažiau masės nei pirminė šerdis. Ši prarasta masė tampa branduoline energija. 

Tokiu būdu branduolinėse elektrinėse atliekamos kontroliuojamos reakcijos, kad būtų išlaisvinta energija. Kontroliuojamas dalijimasis vyksta tada, kai labai lengvas neutrino bombas atomo branduolį.

Jis sulaužo ir sukuria dvi mažesnes panašaus dydžio šerdis. Sunaikinimas išlaisvina didelį energijos kiekį - iki 200 kartų didesnis nei procedūros pradėjęs neutronas.

Tokiu būdu toks branduolinis pakeitimas turi didelį potencialą kaip energijos šaltinį. Tačiau tai kelia daugybę problemų, ypač susijusių su sauga ir aplinka.

Branduoliniai pokyčiai sintezės būdu

Sintezė yra procesas, kuriuo Saulė ir kitos žvaigždės sukuria šviesą ir šilumą. Šiame branduoliniame procese energiją gamina lengvieji atomai. Tai priešinga reakcija į dalijimąsi, kai yra suskirstyti sunkūs izotopai.

Žemėje branduolių sintezė yra lengviau pasiekiama derinant du vandenilio izotopus: deuterį ir tritį.

Vandenilis, kurį sudaro vienas protonas ir elektronas, yra lengviausias iš visų elementų. Deuteris, dažnai vadinamas „sunkiuoju vandeniu“, turi papildomą neutroną.

Tritiumas savo ruožtu turi du papildomus neutronus, todėl yra tris kartus sunkesnis už vandenilį.

Laimei, jūros vandenyje randamas deuteris. Tai reiškia, kad bus branduolio sintezės degalai, kol planetoje bus vandens.

Nuorodos

1. Miller, G. T. ir Spoolman, S. E. (2015). Aplinkos mokslai Massachusetts: „Cengage Learning“.
2. Miller, G. T. ir Spoolman, S. E. (2014). Ekologijos pagrindai. Konektikutas: „Cengage“ mokymasis.
3. Cracolice, M. S. ir Peters, E. I. (2012). Įvadinė chemija: aktyvus mokymosi metodas. Kalifornija: „Cengage Learning“.
4. Konya, J. ir Nagy, N. M. (2012). Branduolinė ir radiochemija. Massachusetts: Elsevier.
5. Taylor Redd, N. (2012 m. Rugsėjo 19 d.). Kas yra skilimas? „Live Science“. Gauta 2017 m. Spalio 2 d. Iš lifecience.com.
6. Branduolio sintezė. (s / f). Branduolinių mokslų ir technologijų informacijos centre. Gauta 2017 m. Spalio 2 d.