- Atomændring og dens hovedtyper
- Radioaktivt naturligt forfald
- Atomændring ved fission
- Atomændring ved fusion
- Referencer
En nuklear ændring er den proces, hvormed kernerne i bestemte isotoper ændres spontant eller tvinges til at skifte til to eller flere forskellige isotoper.
De tre hovedtyper af nukleare ændringer i stof er naturligt radioaktivt henfald, nuklear fission og nuklear fusion.
Ud over nukleare er de to andre ændringer i stof fysiske og kemiske. Den første indebærer ingen ændring i dens kemiske sammensætning. Hvis du skærer et stykke aluminiumsfolie, er det stadig aluminiumsfolie.
Når der sker en kemisk ændring, ændres også de involverede stoffers kemiske sammensætning. For eksempel brænder kul kombineres med ilt og danner kuldioxid (CO2).
Atomændring og dens hovedtyper
Radioaktivt naturligt forfald
Når en radioisotop udsender alfa- eller beta-partikler, sker der en transmutation af et element, det vil sige en ændring fra et element til et andet.
Den resulterende isotop har således et andet antal protoner end den originale isotop. Så sker en nuklear ændring. Det originale stof (isotop) er blevet ødelagt, hvilket danner et nyt stof (isotop).
I denne forstand har naturlige radioaktive isotoper været til stede siden dannelsen af Jorden og produceres kontinuerligt ved nukleare reaktioner af kosmiske stråler med atomer i atmosfæren. Disse nukleare reaktioner giver anledning til universets elementer.
Disse typer reaktioner producerer stabile, radioaktive isotoper, hvoraf mange har en halveringstid på flere milliarder år.
Disse radioaktive isotoper kan imidlertid ikke dannes under naturlige forhold, der er karakteristiske for planeten Jorden.
Som et resultat af radioaktivt henfald er dens mængde og radioaktivitet gradvist faldet. På grund af disse lange halveringstider har dens radioaktivitet imidlertid været betydelig indtil videre.
Atomændring ved fission
Et atoms centrale kerne indeholder protoner og neutroner. I fission deles denne kerne enten ved radioaktivt henfald eller fordi den bombarderes af andre subatomære partikler kendt som neutrino.
De resulterende stykker har mindre kombineret masse end den originale kerne. Denne tabte masse omdannes til kerneenergi.
På denne måde udfører kernekraftværker kontrollerede reaktioner for at frigive energi. Kontrolleret fission opstår, når en meget let neutrino bombarderer atomens kerne.
Dette går i stykker og skaber to mindre kerner med lignende størrelse. Ødelæggelsen frigiver en betydelig mængde energi - op til 200 gange den for neutronen, der startede proceduren.
I sig selv har denne type nukleare ændringer stort potentiale som energikilde. Det er dog en kilde til flere bekymringer, især dem, der vedrører sikkerhed og miljø.
Atomændring ved fusion
Fusion er den proces, hvor solen og andre stjerner genererer lys og varme. I denne nukleare proces produceres energi ved nedbrydning af lysatomer. Det er den modsatte reaktion på fission, hvor tunge isotoper deler sig.
På Jorden er nuklear fusion lettere at opnå ved at kombinere to brintisotoper: deuterium og tritium.
Brint, der består af en enkelt proton og et elektron, er det letteste af alle elementer. Deuterium, ofte kaldet "tungt vand", har en ekstra neutron i kernen.
På sin side har tritium to yderligere neutroner og er derfor tre gange tungere end brint.
Heldigvis findes deuterium i havvand. Dette betyder, at der vil være brændstof til fusion, så længe der er vand på planeten.
Referencer
- Miller, GT og Spoolman, SE (2015). Miljøvidenskab. Massachusetts: Cengage Learning.
- Miller, GT og Spoolman, SE (2014). Essentials in Ecology. Connecticut: Cengage Learning.
- Cracolice, MS og Peters, EI (2012). Introduktionskemi: En aktiv læringsmetode. Californien: Cengage Learning.
- Konya, J. og Nagy, NM (2012). Nuklear og radiokemi. Massachusetts: Elsevier.
- Taylor Redd, N. (2012, 19. september). Hvad er fission? In Live Science. Hentet den 2. oktober 2017 fra livescience.com.
- Kernefusion. (s / f). I Center for Nuclear Science and Technology Information. Hentet den 2. oktober 2017 fra atomconnect.org.