Vad är en kärnförändring? Typer och egenskaper

A kärnkraftsförändring är den process genom vilken kärnorna hos vissa isotoper förändras spontant eller tvingas byta till två eller flera olika isotoper. De tre huvudtyperna av kärnkraftsförändring i materia är naturligt radioaktivt sönderfall, kärnklyvning och kärnfusion..

Förutom kärnkraft är de andra två förändringarna i materia fysiska och kemiska. Den första innebär inte någon förändring i dess kemiska sammansättning. Om du skär en bit aluminiumfolie är det fortfarande aluminiumfolie.

När en kemisk förändring inträffar förändras också den kemiska sammansättningen av de berörda ämnena. Till exempel kombineras kolförbränning med syre och bildar koldioxid (CO_två).

Artikelindex

• 1 Kärnförändring och dess huvudtyper
  • 1.1 Naturligt radioaktivt sönderfall
  • 1.2 Kärnförändring genom fission
  • 1.3 Kärnförändring genom fusion

Kärnförändring och dess huvudtyper

Radioaktivt naturligt förfall

När en radioisotop avger alfa- eller beta-partiklar sker en transmutation av ett element, det vill säga en förändring från ett element till ett annat.

Således har den resulterande isotopen ett annat antal protoner än den ursprungliga isotopen. Då inträffar en kärnkraftsförändring. Den ursprungliga substansen (isotopen) har förstörts och bildat en ny substans (isotopen).

I denna mening har naturliga radioaktiva isotoper varit närvarande sedan jordens bildande och produceras kontinuerligt genom kärnreaktioner av kosmiska strålar med atomer i atmosfären. Dessa kärnreaktioner ger upphov till universums element.

Dessa typer av reaktioner producerar stabila, radioaktiva isotoper, av vilka många har en halveringstid på flera miljarder år..

Dessa radioaktiva isotoper kan dock inte bildas under naturliga förhållanden som är karakteristiska för planeten Jorden..  

Som ett resultat av radioaktivt förfall har dess mängd och radioaktivitet gradvis minskat. Men på grund av dessa långa halveringstider har dess radioaktivitet varit betydande hittills..

Kärnförändring genom fission

Den centrala kärnan i en atom innehåller protoner och neutroner. I klyvning delar sig denna kärna, antingen genom radioaktivt sönderfall eller för att den bombarderas av andra subatomära partiklar som kallas neutriner..

De resulterande bitarna har mindre kombinerad massa än den ursprungliga kärnan. Denna förlorade massa omvandlas till kärnenergi. 

På detta sätt utför kärnkraftverk kontrollerade reaktioner för att frigöra energi. Kontrollerad klyvning uppstår när en mycket lätt neutrino bombarderar atomens kärna.

Detta bryts ner och skapar två mindre kärnor med samma storlek. Förstörelsen frigör en betydande mängd energi - upp till 200 gånger den för neutronen som startade proceduren..

I sig har denna typ av kärnkraftsförändring stor potential som energikälla. Det är dock en källa till flera problem, särskilt de som rör säkerhet och miljö..

Kärnförändring genom fusion

Fusion är den process genom vilken solen och andra stjärnor genererar ljus och värme. I denna kärnprocess produceras energi genom nedbrytning av ljusatomer. Det är motsatt reaktion mot klyvning, där tunga isotoper delar sig.

På jorden är kärnfusion lättare att uppnå genom att kombinera två isotoper av väte: deuterium och tritium..

Väte, som består av en enda proton och en elektron, är det lättaste av alla element. Deuterium, ofta kallat "tungt vatten", har en extra neutron i sin kärna..

För sin del har tritium ytterligare två neutroner och är därför tre gånger tyngre än väte.

Lyckligtvis finns deuterium i havsvatten. Detta innebär att det kommer att finnas bränsle för fusion så länge det finns vatten på planeten..

Referenser

1. Miller, G. T. och Spoolman, S. E. (2015). Miljövetenskap. Massachusetts: Cengage Learning.
2. Miller, G. T. och Spoolman, S. E. (2014). Essentials in Ecology. Connecticut: Cengage Learning.
3. Cracolice, M. S. och Peters, E. I. (2012). Inledningskemi: en aktiv inlärningsmetod. Kalifornien: Cengage Learning.
4. Konya, J. och Nagy, N. M. (2012). Kärn- och radiokemi. Massachusetts: Elsevier.
5. Taylor Redd, N. (2012, 19 september). Vad är fission? I Live Science. Hämtad den 2 oktober 2017 från livescience.com.
6. Kärnfusion. (s / f). I Center for Nuclear Science and Technology Information. Hämtad den 2 oktober 2017 från nuclearconnect.org.