KAS YRA BRANDUOLINIS PAKEITIMAS? - MOKSLAS - 2025

Atominės kaita yra procesas, kurio metu tam tikrų izotopų branduoliai pakeisti spontaniškai arba yra priversti pakeisti į dviejų ar daugiau skirtingų izotopų.

Trys pagrindiniai branduolinės materijos kaitos tipai yra natūralus radioaktyvusis skilimas, branduolio dalijimasis ir branduolių sintezė.

Be branduolinio, kiti du materijos pokyčiai yra fizikiniai ir cheminiai. Pirmasis nereiškia, kad jo cheminė sudėtis pasikeitė. Jei supjaustėte aliuminio folijos gabalą, tai vis tiek yra aliuminio folija.

Kai vyksta cheminis pokytis, keičiasi ir dalyvaujančių medžiagų cheminė sudėtis. Pavyzdžiui, degindamos akmens anglis dera su deguonimi, susidaro anglies dioksidas (CO2).

Branduolinė kaita ir pagrindiniai jos tipai

Radioaktyvus natūralus skilimas

Kai radioizotopas skleidžia alfa arba beta daleles, įvyksta elemento transmutacija, tai yra, pasikeitimas iš vieno elemento į kitą.

Taigi gautas izotopas turi kitokį protonų skaičių nei pirminis izotopas. Tuomet įvyksta branduolinis pokytis. Pradinė medžiaga (izotopas) buvo sunaikinta ir susidarė nauja medžiaga (izotopas).
Šia prasme natūralių radioaktyviųjų izotopų buvo jau nuo Žemės formavimo ir jie nuolat gaminami atliekant branduolines kosminių spindulių reakcijas su atomais atmosferoje. Šios branduolinės reakcijos sukelia visatos elementus.

Šios rūšies reakcijos sukuria stabilius radioaktyvius izotopus, kurių daugelio pusinės eliminacijos laikas yra keli milijardai metų.

Tačiau šie radioaktyvieji izotopai negali susidaryti natūraliomis sąlygomis, būdingomis Žemės planetai.

Dėl radioaktyvaus skilimo palaipsniui mažėjo jo kiekis ir radioaktyvumas. Tačiau dėl šio ilgo pusinės eliminacijos periodo jo radioaktyvumas iki šiol buvo reikšmingas.

Branduolio kaita dalijimosi metu

Centriniame atomo branduolyje yra protonai ir neutronai. Dalijimosi metu šis branduolys dalijasi dėl radioaktyvaus skilimo arba dėl to, kad jį bombarduoja kitos subatominės dalelės, vadinamos neutrinomis.

Gauti gabalai turi mažiau bendros masės nei originalus šerdis. Ši prarasta masė paverčiama branduoline energija.
Tokiu būdu atominės elektrinės vykdo kontroliuojamas reakcijas, kad išleistų energiją. Kontroliuojamas dalijimasis įvyksta, kai labai lengvas neutrinas bombarduoja atomo branduolį.

Tai nutrūksta, sukuriant du mažesnius, panašaus dydžio branduolius. Sunaikinimas išskiria daug energijos - iki 200 kartų daugiau nei neutronui, kuris pradėjo procedūrą.
Pats savaime toks branduolinis pokytis turi didelį energijos šaltinio potencialą. Tačiau tai kelia daug rūpesčių, ypač susijusių su sauga ir aplinka.

Branduolio kaita sintezės būdu

Susiliejimas yra procesas, kurio metu Saulė ir kitos žvaigždės sukuria šviesą ir šilumą. Šiame branduoliniame procese energija gaunama suskaidžius šviesos atomus. Tai yra priešinga reakcija į dalijimąsi, kai sunkieji izotopai dalijasi.
Žemėje branduolių sintezę lengviau pasiekti derinant du vandenilio izotopus: deuterį ir triį.

Vandenilis, sudarytas iš vieno protono ir elektrono, yra lengviausias iš visų elementų. Deuterio, dažnai vadinamo „sunkiu vandeniu“, branduolyje yra papildomas neutronas.

Trečioji dalis turi du papildomus neutronus, todėl yra tris kartus sunkesnė už vandenilį.

Laimei, deuteris randamas jūros vandenyje. Tai reiškia, kad susiliejimui bus reikalingas kuras tol, kol planetoje bus vandens.

Nuorodos

1. „Milleris“, „GT“ ir „Spoolman“, SE (2015). Aplinkos mokslas. Masačusetsas: „Cengage“ mokymasis.
2. „Milleris“, „GT“ ir „Spoolman“, SE (2014). Ekologijos pagrindai. Konektikutas: „Cengage“ mokymasis.
3. Cracolice, MS ir Peters, EI (2012). Įvadinė chemija: aktyvaus mokymosi metodas. Kalifornija: „Cengage“ mokymasis.
4. Konya, J. ir Nagy, NM (2012). Branduolinė ir radiochemija. Masačusetsas: Elsevier.
5. Taylor Redd, N. (2012 m. Rugsėjo 19 d.). Kas yra dalijimasis? Gyvame moksle. Gauta 2017 m. Spalio 2 d. Iš livescience.com.
6. Branduolių sintezė. (s / f). Branduolinio mokslo ir technologijos informacijos centre. Gauta 2017 m. Spalio 2 d. Iš nucleconnect.org.