MIKÄ ON YDINMUUTOS? - TIEDE - 2026

Ydinvoiman muutos on prosessi, jossa ytimet tiettyjen isotooppien muuttaa spontaanisti tai on pakko muuttaa kahden tai useamman eri isotooppi.

Aineen ydinmuutoksen kolme päätyyppiä ovat luonnollinen radioaktiivinen hajoaminen, ydinfissiot ja ydinfuusio.

Ydinvoiman lisäksi kaksi muuta aineen muutosta ovat fysikaalisia ja kemiallisia. Ensimmäinen ei tarkoita muutosta sen kemiallisessa koostumuksessa. Jos leikkaat palan alumiinifolioa, se on silti alumiinifoliota.

Kemiallisen muutoksen tapahtuessa muuttuu myös mukana olevien aineiden kemiallinen koostumus. Esimerkiksi hiilen polttaminen yhdistyy hapen kanssa muodostaen hiilidioksidia (CO2).

Ydinalan muutos ja sen päätyypit

Radioaktiivinen luonnollinen hajoaminen

Kun radioisotooppi emittoi alfa- tai beetahiukkasia, tapahtuu elementin transmutaatio, ts. Muutos elementistä toiseen.

Siten tuloksena olevalla isotoopilla on erilainen määrä protoneja kuin alkuperäisellä isotoopilla. Sitten tapahtuu ydinmuutos. Alkuperäinen aine (isotooppi) on tuhottu, jolloin muodostuu uusi aine (isotooppi).

Tässä mielessä luonnollisia radioaktiivisia isotooppeja on ollut läsnä maapallon muodostumisesta lähtien, ja niitä syntyy jatkuvasti kosmisten säteiden ydinreaktioissa ilmakehän atomien kanssa. Nämä ydinreaktiot aiheuttavat maailmankaikkeuden elementtejä.

Tämäntyyppiset reaktiot tuottavat vakaita, radioaktiivisia isotooppeja, joista useiden puoliintumisaika on useita miljardia vuotta.

Näitä radioaktiivisia isotooppeja ei kuitenkaan voida muodostaa maapallolle ominaisissa luonnollisissa olosuhteissa.

Radioaktiivisen hajoamisen seurauksena sen määrä ja radioaktiivisuus ovat vähitellen vähentyneet. Näiden pitkien puoliintumisaikojen vuoksi sen radioaktiivisuus on kuitenkin ollut toistaiseksi merkittävä.

Ydinmuutos fission avulla

Atomin ydin sisältää protoneja ja neutroneja. Fissioituessa tämä ydin jakautuu joko radioaktiivisen hajoamisen kautta tai koska sitä pommittavat muut subatomiset hiukkaset, joita kutsutaan neutriinoiksi.

Saatujen kappaleiden yhdistetty massa on vähemmän kuin alkuperäisen ytimen. Tämä menetetty massa muunnetaan ydinenergiaksi.

Tällä tavoin ydinvoimalat suorittavat kontrolloituja reaktioita energian vapauttamiseksi. Hallittu fissio tapahtuu, kun erittäin kevyt neutriino pommittaa atomin ydintä.

Tämä hajoaa, jolloin muodostuu kaksi pienempää, samankokoista ydintä. Tuhoaminen vapauttaa huomattavan määrän energiaa - jopa 200 kertaa enemmän kuin neutronin, joka aloitti toimenpiteen.

Sellaisella ydinmuutoksella on sinänsä suuri potentiaali energianlähteenä. Se aiheuttaa kuitenkin useita huolenaiheita, erityisesti turvallisuuteen ja ympäristöön liittyviä.

Ydinvoiman muutos fuusion avulla

Fuusio on prosessi, jolla aurinko ja muut tähdet tuottavat valoa ja lämpöä. Tässä ydinprosessissa energiaa tuotetaan hajoamalla valon atomit. Se on päinvastainen reaktio fissioon, jossa raskaat isotoopit jakautuvat.

Maapallossa ydinfuusio on helpompi saavuttaa yhdistämällä kaksi vetyisotooppiä: deuterium ja tritium.

Vety, joka koostuu yhdestä protonista ja elektronista, on kevyin kaikista elementeistä. Deuteriumilla, jota usein kutsutaan "raskaaksi vedeksi", ytimessä on ylimääräinen neutroni.

Tritiumilla on puolestaan ​​kaksi ylimääräistä neutronia, ja siksi se on kolme kertaa raskaampi kuin vety.

Onneksi deuteriumia löytyy merivedestä. Tämä tarkoittaa, että polttoaineena on fuusioita niin kauan kuin planeetalla on vettä.

Viitteet

1. Miller, GT ja Spoolman, SE (2015). Ympäristötiede. Massachusetts: Cengage-oppiminen.
2. Miller, GT ja Spoolman, SE (2014). Ekologian perusteet. Connecticut: Cengage-oppiminen.
3. Cracolice, MS ja Peters, EI (2012). Johdantokemia: Aktiivisen oppimisen lähestymistapa. Kalifornia: Cengage-oppiminen.
4. Konya, J. ja Nagy, NM (2012). Ydin- ja radiokemia. Massachusetts: Elsevier.
5. Taylor Redd, N. (2012, 19. syyskuuta). Mikä on fissio? Live Science: ssä. Haettu 2. lokakuuta 2017 sivustolta livescience.com.
6. Ydinfuusio. (s / f). Ydintutkimus- ja teknologiatietokeskuksessa. Haettu 2. lokakuuta 2017, osoitteestaucleconnect.org.