Nuklearveränderung

Schema einer nuklearen Reaktion. Quelle: Kernregulierungskommission von uns, CC von 2.0, Wikimedia Commons

Was ist ein nuklearen Wandel?

A Nuklearveränderung Es ist der Prozess, durch den sich die Kerne bestimmter Isotope spontan ändern oder gezwungen sind, zwei oder mehr verschiedene Isotope zu ändern. Die drei Haupttypen des nuklearen Austauschs von Materie sind radioaktive Naturlöschungen, nukleare Spaltung und nukleare Fusion.

Neben Kern sind die beiden anderen Veränderungen in der Materie physikalisch und chemisch. Der erste impliziert keine Änderung seiner chemischen Zusammensetzung. Wenn ein Stück Folie geschnitten ist, ist es immer noch Aluminiumfolie.

Wenn eine chemische Veränderung auftritt, ändert sich auch die chemische Zusammensetzung der beteiligten Substanzen. Zum Beispiel wird Kohle beim Verbrennen mit Sauerstoff kombiniert und bildet Kohlendioxid (CO₂).

Nuklearwechselkurse

Radioaktive Naturliste

Wenn ein Radioisotop Alpha- oder Beta -Partikel emittiert, tritt die Transmutation eines Elements auf, dh eine Änderung von einem Element zum anderen.

Somit hat das resultierende Isotop eine andere Anzahl von Protonen als das ursprüngliche Isotop. Dann tritt eine nukleare Veränderung auf. Die ursprüngliche Substanz (Isotop) wurde zerstört und bildet eine neue Substanz (Isotope).

In diesem Sinne sind seit der Bildung der Erde natürliche radioaktive Isotope vorhanden und werden durch Kernreaktionen von kosmischen Strahlen mit Atomen in der Atmosphäre kontinuierlich erzeugt. Diese Kernreaktionen führen zu den Elementen des Universums.

Diese Arten von Reaktionen produzieren stabile und radioaktive Isotope, von denen viele ein halbes Leben von mehreren Milliarden Jahren haben.

Jetzt können sich diese radioaktiven Isotope unter natürlichen Bedingungen nicht bilden, die für den Planeten Erde charakteristisch sind. Infolge der radioaktiven Zerfall haben sich ihre Menge und Radioaktivität allmählich abgenommen. Aufgrund dieser langen halben Leben war ihre Radioaktivität bisher von Bedeutung.

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Nuklearveränderung durch Spaltung

Der zentrale Kern eines Atoms enthält Protonen und Neutronen. In der Spaltung wird dieser Kern entweder durch radioaktives Zerfall oder weil er von anderen subatomaren Partikeln bombardiert wird, die als Neutrinos bekannt sind.

Die resultierenden Stücke haben eine weniger kombinierte Masse als der ursprüngliche Kern. Diese verlorene Masse wird Kernenergie.

Auf diese Weise werden in Kernpflanzen kontrollierte Reaktionen durchgeführt, um Energie freizusetzen. Die kontrollierte Spaltung tritt auf, wenn ein sehr leichtes Neutrino den Kern eines Atoms bombardiert.

Dies bricht und erzeugt zwei kleinere Kerne, ähnliche Größe. Die Zerstörung setzt eine erhebliche Menge an Energie frei, die bis zu 200 Mal das des Neutrons, das das Verfahren eingeleitet hat.

An sich hat diese Art von nuklearen Veränderungen ein großes Potenzial als Energiequelle. Es ist jedoch eine Quelle mehrerer Bedenken, insbesondere solche, die sich auf Sicherheit und die Umwelt beziehen.

Nuklearveränderung durch Fusion

Fusion ist der Prozess, durch den die Sonne und andere Sterne Licht und Wärme erzeugen. In diesem nuklearen Prozess wird Energie durch das Brechen leichter Atome erzeugt. Es ist die Reaktion gegen Spaltung, bei der schwere Isotope geteilt werden.

Auf der Erde ist die Kernfusion leichter zu kombinieren, zwei Wasserstoffisotope zu kombinieren: Deuterium und Tritium.

Wasserstoff, gebildet durch ein einzelnes Proton und ein Elektron, ist der leichteste aller Elemente. Das Deuterium, oft als "schweres Wasser" bezeichnet, hat ein zusätzliches Neutron in seinem Kern.

Das Tritium hat für seinen Teil zwei zusätzliche Neutronen und ist daher dreimal schwerer als Wasserstoff.

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Glücklicherweise befindet sich das Deuterium im Meerwasser. Dies bedeutet, dass es Kraftstoff für Fusion geben wird, während sich Wasser auf dem Planeten befindet.

Beispiele für den nuklearen Wandel

• Wenn eine Atombombe detoniert wird (Kernspaltung).
• In der Sonne gibt es eine Verschmelzung von Wasserstoffkern, die Helium produzieren. In diesem Prozess wird viel Energie freigesetzt, dass wir auf der Erde als Licht und Wärme empfinden (nukleare Fusion).
• Kernkraftwerke produzieren Kernspaltreaktionen, um Strom zu erzeugen.
• Die Fusion von Kalzium und Titanatomen bilden eine Struktur, die ihr eigenes Plasma in ein Energielager verwandeln kann.
• Die Fusion von Fluor- und Magnesiumatomen bildet eine Kerngewichtsstruktur.

Verweise

1. Miller, g. T. Und Spoolman, s. UND. (2015). Umweltwissenschaft. Massachusetts: Cengage -Lernen.
2. Was ist Spaltung? Von Livescience geborgen.com.