- Jadrová zmena a jej hlavné typy
- Rádioaktívny prírodný rozklad
- Jadrová zmena štiepením
- Jadrová zmena fúziou
- Referencie
Nukleárna zmena je proces, pri ktorom sú jadrá niektorých izotopov spontánne zmeniť alebo sú nútení zmena dvoch alebo viacerých rôznych izotopov.
Tri hlavné typy jadrových zmien v látke sú prírodný rádioaktívny rozpad, jadrové štiepenie a jadrová fúzia.
Okrem jadra sú ďalšie dve zmeny v hmote fyzikálne a chemické. Prvá neznamená zmenu chemického zloženia. Ak odrežete kus hliníkovej fólie, stále ide o hliníkovú fóliu.
Ak dôjde k chemickej zmene, zmení sa aj chemické zloženie príslušných látok. Napríklad spaľovanie uhlia sa kombinuje s kyslíkom a vytvára oxid uhličitý (CO2).
Jadrová zmena a jej hlavné typy
Rádioaktívny prírodný rozklad
Keď rádioizotop emituje alfa alebo beta častice, dôjde k transmutácii prvku, to znamená k zmene z jedného prvku na druhý.
Výsledný izotop má teda iný počet protónov ako pôvodný izotop. Potom nastane jadrová zmena. Pôvodná látka (izotop) bola zničená a tvorí novú látku (izotop).
V tomto zmysle sú prírodné rádioaktívne izotopy prítomné už od vzniku Zeme a sú neustále vytvárané jadrovými reakciami kozmického žiarenia s atómami v atmosfére. Tieto jadrové reakcie vedú k prvkom vesmíru.
Tieto typy reakcií produkujú stabilné rádioaktívne izotopy, z ktorých mnohé majú polčas niekoľko miliárd rokov.
Tieto rádioaktívne izotopy sa však nemôžu vytvárať v prírodných podmienkach charakteristických pre planétu Zem.
V dôsledku rádioaktívneho rozpadu sa jeho množstvo a rádioaktivita postupne znižovali. Avšak kvôli týmto dlhým polčasom bola jeho rádioaktivita doteraz významná.
Jadrová zmena štiepením
Centrálne jadro atómu obsahuje protóny a neutróny. Pri štiepení sa toto jadro delí, buď rádioaktívnym rozpadom, alebo preto, že je bombardované inými subatomickými časticami známymi ako neutrína.
Výsledné kusy majú menšiu kombinovanú hmotnosť ako pôvodné jadro. Táto stratená hmota sa premení na jadrovú energiu.
Týmto spôsobom jadrové elektrárne vykonávajú kontrolované reakcie na uvoľňovanie energie. K riadenému štiepeniu dochádza, keď veľmi ľahké neutrino bombarduje jadro atómu.
Toto sa zlomí a vytvorí dve menšie, podobne veľké jadrá. Zničenie uvoľní značné množstvo energie - až 200-krát väčšie ako neutrón, ktorý začal postup.
Tento druh jadrovej zmeny má sám osebe veľký potenciál ako zdroj energie. Je však zdrojom viacerých obáv, najmä tých, ktoré sa týkajú bezpečnosti a životného prostredia.
Jadrová zmena fúziou
Fúzia je proces, pri ktorom Slnko a ďalšie hviezdy generujú svetlo a teplo. V tomto jadrovom procese je energia produkovaná rozkladom atómov svetla. Je to opačná reakcia na štiepenie, kde sa delia ťažké izotopy.
Na Zemi je ľahšie dosiahnuť jadrovú fúziu kombináciou dvoch izotopov vodíka: deutéria a trícia.
Vodík, ktorý sa skladá z jedného protónu a elektrónu, je najľahší zo všetkých prvkov. Deutérium, často nazývané „ťažká voda“, má vo svojom jadre extra neutrón.
Trícium má dva ďalšie neutróny, a preto je trikrát ťažšie ako vodík.
Našťastie sa deutérium nachádza v morskej vode. To znamená, že palivo bude potrebné na fúziu, pokiaľ bude na planéte voda.
Referencie
- Miller, GT a Spoolman, SE (2015). Enviromentálna veda. Massachusetts: Cengage Learning.
- Miller, GT a Spoolman, SE (2014). Základy v ekológii. Connecticut: Cengage Learning.
- Cracolice, MS a Peters, EI (2012). Úvodná chémia: aktívny prístup k učeniu. Kalifornia: Cengage Learning.
- Konya, J. a Nagy, NM (2012). Jadrová a rádiochemická chémia. Massachusetts: Elsevier.
- Taylor Redd, N. (2012, 19. septembra). Čo je štiepenie? V živej vede. Našli sme 2. októbra 2017 zo stránky livescience.com.
- Jadrová fúzia. (s / f). V Centre pre jadrové vedecké a technologické informácie. Našli sme 2. októbra 2017 zo stránok nuclearconnect.org.