Что такое ядерное изменение?



ядерное изменение это процесс, при котором ядра определенных изотопов самопроизвольно изменяются или вынуждены переключаться на два или более различных изотопов.

Три основных типа ядерного изменения вещества - это естественный радиоактивный распад, ядерное деление и ядерный синтез.

Помимо ядерной, два других изменения материи - это физическое и химическое. Первый не предполагает каких-либо изменений в своем химическом составе. Если вы порежете кусок алюминиевой фольги, это все равно алюминиевая фольга.

Когда происходит химическое изменение, химический состав участвующих веществ также изменяется. Например, сжигание угля сочетается с кислородом, образуя углекислый газ (CO2).

Ядерные изменения и их основные типы

Естественный радиоактивный распад

Когда радиоизотоп испускает альфа или бета частицы, происходит трансмутация элемента, то есть переход от одного элемента к другому.

Таким образом, полученный изотоп имеет другое количество протонов, чем исходный изотоп. Затем происходит ядерное изменение. Исходное вещество (изотоп) было уничтожено, образуя новое вещество (изотоп).

В этом смысле природные радиоактивные изотопы присутствовали с момента образования Земли и непрерывно образуются в результате ядерных реакций космических лучей с атомами в атмосфере. Эти ядерные реакции порождают элементы вселенной.

Эти типы реакций производят стабильные и радиоактивные изотопы, многие из которых имеют период полураспада в несколько миллиардов лет..

Теперь эти радиоактивные изотопы не могут образовываться в естественных условиях, характерных для планеты Земля..  

В результате радиоактивного распада его количество и радиоактивность постепенно уменьшаются. Однако из-за этих длительных периодов полураспада его радиоактивность до сих пор была значительной.

Ядерное изменение делением

Центральное ядро ​​атома содержит протоны и нейтроны. При делении это ядро ​​разделяется либо радиоактивным распадом, либо потому, что оно бомбардируется другими субатомными частицами, известными как нейтрино..

Полученные кусочки имеют меньшую массу, чем исходное ядро. Эта потерянная масса становится ядерной энергией. 

Таким образом, на атомных электростанциях проводятся контролируемые реакции с выделением энергии. Контролируемое деление происходит, когда очень легкие нейтрино бомбят ядро ​​атома.

Он ломается, создавая два меньших ядра одинакового размера. Разрушение высвобождает значительное количество энергии - до 200 раз больше нейтрона, который инициировал процедуру.

Сам по себе этот вид ядерных изменений обладает огромным потенциалом в качестве источника энергии. Тем не менее, это является источником многочисленных проблем, особенно связанных с безопасностью и окружающей средой.

Ядерные изменения в результате синтеза

Слияние - это процесс, посредством которого Солнце и другие звезды генерируют свет и тепло. В этом ядерном процессе энергия производится расщеплением легких атомов. Это противоположная реакция на деление, где тяжелые изотопы делятся.

На Земле ядерного синтеза легче достичь, комбинируя два изотопа водорода: дейтерий и тритий.

Водород, образованный одним протоном и электроном, является самым легким из всех элементов. Дейтерий, часто называемый "тяжелой водой", имеет в своем ядре дополнительный нейтрон.

Со своей стороны тритий имеет два дополнительных нейтрона и, следовательно, в три раза тяжелее водорода.

К счастью, дейтерий содержится в морской воде. Это означает, что будет топливо для синтеза, в то время как на планете есть вода.

ссылки

  1. Миллер Г. Т. и Спулман С. Э. (2015). Наука об окружающей среде Массачусетс: Cengage Learning.
  2. Миллер Г. Т. и Спулман С. Э. (2014). Основы экологии. Коннектикут.
  3. Cracolice, M.S. и Peters, E.I. (2012). Вводная химия: активный подход к обучению. Калифорния: Cengage Learning.
  4. Конья, Дж. И Надь, Н. М. (2012). Ядерная и радиохимия. Массачусетс: Elsevier.
  5. Тейлор Редд, Н. (2012, 19 сентября). Что такое деление? В живой науке. Получено 2 октября 2017 г. с сайта livescience.com.
  6. Ядерный синтез. (с / ф). В Центре ядерной науки и технологии информации. Получено 2 октября 2017 г. с сайта nuclearconnect.org.