Hvad er en nuklear ændring? Typer og egenskaber

EN nuklear ændring er den proces, hvorved kernerne i visse isotoper ændrer sig spontant eller tvinges til at skifte til to eller flere forskellige isotoper. De tre hovedtyper af nuklear ændring i stof er naturligt radioaktivt henfald, nuklear fission og nuklear fusion..

Udover nuklear er de to andre ændringer i materien fysiske og kemiske. Den første betyder ikke nogen ændring i dens kemiske sammensætning. Hvis du klipper et stykke aluminiumsfolie, er det stadig aluminiumsfolie.

Når der sker en kemisk ændring, ændres også den kemiske sammensætning af de involverede stoffer. For eksempel kombineres afbrænding af kul med ilt og danner kuldioxid (CO_to).

Artikelindeks

• 1 Kerneforandring og dens hovedtyper
  • 1.1 Naturligt radioaktivt henfald
  • 1.2 Kerneændring ved fission
  • 1.3 Atomændring ved fusion

Atomændring og dens hovedtyper

Radioaktivt naturligt henfald

Når en radioisotop udsender alfa- eller beta-partikler, er 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 oprindelige isotop. Så sker der en nuklear ændring. Det originale stof (isotop) er blevet ødelagt og danner et nyt stof (isotop).

I denne forstand har naturlige radioaktive isotoper været til stede siden jordens dannelse 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 dog ikke dannes under naturlige forhold, der er karakteristiske for planeten Jorden..  

Som et resultat af radioaktivt henfald er mængden og radioaktiviteten gradvist faldende. På grund af disse lange halveringstider har radioaktiviteten dog været betydelig indtil videre..

Atomændring ved fission

Et atoms centrale kerne indeholder protoner og neutroner. I fission deler denne kerne sig enten ved radioaktivt henfald eller fordi den bombarderes af andre subatomære partikler kendt som neutrinoer..

De resulterende stykker har mindre kombineret masse end den oprindelige kerne. Denne mistede masse omdannes til atomenergi. 

På denne måde udfører kernekraftværker kontrollerede reaktioner for at frigive energi. Kontrolleret fission opstår, når en meget let neutrino bombarderer atomets kerne.

Dette bryder sammen og skaber to mindre kerner af samme størrelse. Ødelæggelsen frigiver en betydelig mængde energi - op til 200 gange den neutron, der startede proceduren..

I sig selv har denne form for nukleare ændringer et stort potentiale som energikilde. Det er dog en kilde til flere bekymringer, især de der vedrører sikkerhed og miljø..

Atomændring ved fusion

Fusion er den proces, hvorved 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 opdeles.

På jorden er nuklear fusion lettere at opnå ved at kombinere to isotoper af brint: deuterium og tritium..

Brint, der består af en enkelt proton og en elektron, er den letteste af alle grundstoffer. Deuterium, ofte kaldet "tungt vand", har en ekstra neutron i sin kerne..

For sin del 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

1. Miller, G. T. og Spoolman, S. E. (2015). Miljøvidenskab. Massachusetts: Cengage Learning.
2. Miller, G. T. og Spoolman, S. E. (2014). Essentials i økologi. Connecticut: Cengage Learning.
3. Cracolice, M. S. og Peters, E. I. (2012). Introduktionskemi: En aktiv læringsmetode. Californien: Cengage Learning.
4. Konya, J. og Nagy, N. M. (2012). Nuklear og radiokemi. Massachusetts: Elsevier.
5. Taylor Redd, N. (2012, 19. september). Hvad er fission? I Live Science. Hentet den 2. oktober 2017 fra livescience.com.
6. Kernefusion. (s / f). I Center for Nuclear Science and Technology Information. Hentet den 2. oktober 2017 fra nuclearconnect.org.