Delen:
Wat is een nucleaire verandering?
een nucleaire verandering is het proces waardoor de kernen van bepaalde isotopen spontaan veranderen of gedwongen worden over te schakelen naar twee of meer verschillende isotopen.
De drie belangrijkste types van nucleaire verandering van materie zijn natuurlijk radioactief verval, kernsplijting en kernfusie.
Naast de nucleaire, zijn de andere twee veranderingen van materie de fysieke en chemische. De eerste impliceert geen enkele verandering in de chemische samenstelling ervan. Als je een stuk aluminiumfolie snijdt, is het nog steeds aluminiumfolie.
Wanneer een chemische verandering optreedt, verandert ook de chemische samenstelling van de betrokken stoffen. Zo wordt bijvoorbeeld het verbranden van kolen gecombineerd met zuurstof, waardoor koolstofdioxide (CO2) wordt gevormd.
De nucleaire verandering en de belangrijkste soorten
Natuurlijk radioactief verval
Wanneer een radio-isotoop alfa- of betadeeltjes uitzendt, treedt een transmutatie van een element op, dat wil zeggen een verandering van het ene element naar het andere.
De resulterende isotoop heeft dus een ander aantal protonen dan de oorspronkelijke isotoop. Dan vindt een nucleaire verandering plaats. De originele substantie (isotoop) is vernietigd en vormt een nieuwe substantie (isotoop).
In deze zin zijn natuurlijke radioactieve isotopen aanwezig sinds de vorming van de aarde en worden ze continu geproduceerd door nucleaire reacties van kosmische stralen met atomen in de atmosfeer. Deze nucleaire reacties geven aanleiding tot de elementen van het universum.
Dit soort reacties produceert stabiele en radioactieve isotopen, waarvan vele een halfwaardetijd van enkele miljarden jaren hebben.
Nu kunnen deze radioactieve isotopen niet worden gevormd onder natuurlijke omstandigheden die karakteristiek zijn voor de planeet Aarde.
Als gevolg van radioactief verval nemen de hoeveelheid en de radioactiviteit ervan geleidelijk af. Vanwege deze lange halfwaardetijden is de radioactiviteit tot nu toe echter aanzienlijk geweest.
Nucleaire verandering door kernsplijting
De centrale kern van een atoom bevat protonen en neutronen. Bij kernsplijting is deze kern verdeeld, hetzij door radioactief verval of omdat het wordt gebombardeerd door andere subatomaire deeltjes bekend als neutrino's.
De resulterende stukken hebben minder massa gecombineerd dan de originele kern. Deze verloren massa wordt nucleaire energie.
Op deze manier worden gecontroleerde reacties uitgevoerd bij kerncentrales om energie vrij te maken. Gecontroleerde splijting treedt op wanneer een zeer lichte neutrino de kern van een atoom bombardeert.
Het breekt, waardoor twee kleinere kernen van vergelijkbare grootte ontstaan. De vernietiging geeft een aanzienlijke hoeveelheid energie vrij - tot 200 keer die van het neutron dat de procedure op gang bracht.
Op zich heeft dit soort nucleaire verandering grote potentie als energiebron. Het is echter een bron van meerdere zorgen, vooral die met betrekking tot veiligheid en het milieu.
Nucleaire verandering door fusie
Fusie is het proces waardoor de zon en andere sterren licht en warmte genereren. In dit nucleaire proces wordt energie geproduceerd door het uiteenvallen van lichte atomen. Het is de tegenovergestelde reactie op splijting, waarbij zware isotopen zijn verdeeld.
Op aarde is kernfusie gemakkelijker te bereiken door twee isotopen van waterstof te combineren: deuterium en tritium.
Waterstof, gevormd door een enkel proton en een elektron, is het lichtste van alle elementen. Deuterium, vaak "zwaar water" genoemd, heeft in de kern een extra neutron.
Tritium heeft van zijn kant twee extra neutronen en is daarom drie keer zwaarder dan waterstof.
Gelukkig is deuterium te vinden in zeewater. Dit betekent dat er brandstof voor de fusie zal zijn terwijl er water op de planeet is.
referenties
- Miller, G.T. en Spoolman, S.E. (2015). Milieuwetenschappen Massachusetts: Cengage Learning.
- Miller, G.T. en Spoolman, S.E. (2014). Essentials in Ecology. Connecticut: leren van Cengage.
- Cracolice, M. S. en Peters, E.I. (2012). Introductory Chemistry: een actieve leermethode. Californië: Cengage Learning.
- Konya, J. en Nagy, N. M. (2012). Nucleaire en radiochemie. Massachusetts: Elsevier.
- Taylor Redd, N. (2012, 19 september). Wat is kernsplijting? In Live Science. Op 2 oktober 2017 opgehaald van livescience.com.
- Kernfusie. (s / f). In centrum voor nucleaire wetenschap en technologie-informatie. Opgeruimd op 02 oktober 2017, via nuclearconnect.org.