Kaj je jedrska sprememba?

A jedrskih sprememb je proces, s katerim se jedra določenih izotopov spontano spremenijo ali pa so prisiljena preklopiti na dva ali več različnih izotopov.

Tri glavne vrste jedrskih sprememb snovi so naravni radioaktivni razpad, jedrska fisija in jedrska fuzija.

Poleg jedrskih, sta drugi dve spremembi snovi fizikalna in kemična. Prva ne pomeni spremembe kemične sestave. Če kosite aluminijasto folijo, je to še vedno aluminijasta folija.

Pri kemijski spremembi se spremeni tudi kemijska sestava snovi. Na primer, sežiganje premoga v kombinaciji s kisikom, ki tvori ogljikov dioksid (CO2).

Jedrska sprememba in njene glavne vrste

Naravni radioaktivni razpad

Kadar radioizotop emitira alfa ali beta delce, pride do pretvorbe elementa, to je spremembe iz enega elementa v drugega..

Tako ima nastali izotop različno število protonov kot prvotni izotop. Potem pride do jedrske spremembe. Izvirna snov (izotop) je bila uničena, pri čemer je nastala nova snov (izotop).

V tem smislu so naravni radioaktivni izotopi prisotni od nastanka Zemlje in se proizvajajo neprekinjeno z jedrskimi reakcijami kozmičnih žarkov z atomi v atmosferi. Te jedrske reakcije povzročajo elemente vesolja.

Te vrste reakcij proizvajajo stabilne in radioaktivne izotope, od katerih imajo mnogi razpolovni čas več milijard let.

Zdaj ti radioaktivni izotopi ne morejo nastati v naravnih pogojih, ki so značilni za planet Zemljo.  

Zaradi radioaktivnega razpada se količina in radioaktivnost postopoma zmanjšujeta. Vendar pa je bila zaradi teh dolgih razpolovnih dob radioaktivnost do zdaj velika.

Jedrska sprememba s fisijo

Centralno jedro atoma vsebuje protone in nevtrone. V fisiji je to jedro razdeljeno bodisi z radioaktivnim razpadom bodisi zato, ker ga bombardirajo drugi subatomski delci, znani kot nevtrini..

Nastali kosi imajo manjšo maso kot prvotno jedro. Ta izgubljena masa postane jedrska energija. 

Na ta način se na jedrskih elektrarnah izvajajo nadzorovane reakcije za sproščanje energije. Kontrolirana fisija se zgodi, ko zelo lahka neutrina bombardira jedro atoma.

Zlomi se in ustvari dve manjši jedri podobne velikosti. Uničenje sprosti znatno količino energije - do 200-krat večjo od nevtrona, ki je sprožil postopek.

Takšna jedrska sprememba sama po sebi ima velik potencial kot vir energije. Vendar pa je vir številnih pomislekov, zlasti tistih, povezanih z varnostjo in okoljem.

Jedrska sprememba s fuzijo

Fuzija je proces, s katerim Sonce in druge zvezde proizvajajo svetlobo in toploto. V tem jedrskem procesu se energija proizvaja z razgradnjo lahkih atomov. To je nasprotna reakcija na fisijo, kjer so težki izotopi razdeljeni.

Na Zemlji je lažje doseči jedrsko fuzijo z združitvijo dveh izotopov vodika: devterija in tritija.

Vodik, ki ga tvori en sam proton in elektron, je najlažji od vseh elementov. Deuterij, ki se pogosto imenuje "težka voda", ima v svojem jedru dodaten nevtron.

Tritij ima dve dodatni nevtroni in je zato trikrat težji od vodika.

Na srečo se devterij nahaja v morski vodi. To pomeni, da bo gorivo za fuzijo, medtem ko je voda na planetu.

Reference

1. Miller, G.T. in Spoolman, S.E. (2015). Znanost o okolju Massachusetts: Cengage Learning.
2. Miller, G.T. in Spoolman, S.E. (2014). Osnove ekologije. Connecticut: Cengage Learning.
3. Cracolice, M.S. in Peters, E. I. (2012). Uvodna kemija: pristop aktivnega učenja. California: Cengage Learning.
4. Konya, J. in Nagy, N. M. (2012). Jedrska in radiokemija. Massachusetts: Elsevier.
5. Taylor Redd, N. (2012, 19. september). Kaj je fisija? V živo znanost. Pridobljeno 2. oktobra 2017, iz livescience.com.
6. Jedrska fuzija. (s / f). V Centru za jedrsko znanost in tehnologijo. Vzpostavljeno 02. oktobra 2017, iz.