ŠTO JE NUKLEARNA PROMJENA? - ZNANOST - 2026

Nuklearna promjena je proces kojim se jezgre nekih izotopa promijeniti spontano ili su prisiljeni da promjene na dva ili više različitih izotopa.

Tri glavne vrste nuklearne promjene u materiji su prirodno radioaktivno raspadanje, nuklearna fisija i nuklearna fuzija.

Osim nuklearne, druge dvije promjene u materiji su fizička i kemijska. Prvo ne podrazumijeva nikakvu promjenu u njegovom kemijskom sastavu. Ako izrežete komad aluminijske folije, to je još uvijek aluminijska folija.

Kada dođe do kemijske promjene, mijenja se i kemijski sastav uključenih tvari. Na primjer, izgaranje ugljena kombinira se s kisikom, stvarajući ugljični dioksid (CO2).

Nuklearne promjene i njezine glavne vrste

Radioaktivni prirodni propad

Kad radioizotop emitira alfa ili beta čestice, dolazi do transmutacije elementa, odnosno promjene s jednog elementa na drugi.

Tako dobiveni izotop ima različit broj protona od izvornog izotopa. Tada dolazi do nuklearne promjene. Izvorna tvar (izotop) je uništena, tvoreći novu tvar (izotop).

U tom su smislu prirodni radioaktivni izotopi prisutni od nastanka Zemlje i kontinuirano se proizvode nuklearnim reakcijama kozmičkih zraka s atomima u atmosferi. Te nuklearne reakcije rađaju elemente svemira.

Ove vrste reakcija stvaraju stabilne, radioaktivne izotope, od kojih je poluživot od nekoliko milijardi godina.

Međutim, ti radioaktivni izotopi se ne mogu formirati u prirodnim uvjetima karakterističnim za planetu Zemlju.

Kao rezultat radioaktivnog raspada, njegova količina i radioaktivnost postepeno su se smanjivali. No, zbog tih dugih poluživota, njegova radioaktivnost do sada je bila značajna.

Nuklearne promjene cijepljenjem

Središnja jezgra atoma sadrži protone i neutrone. U fisiji se ovo jezgro dijeli, ili radioaktivnim raspadom ili zato što ga bombardiraju druge subatomske čestice poznate kao neutrini.

Dobiveni komadi imaju manje kombinirane mase od izvorne jezgre. Ta izgubljena masa pretvara se u nuklearnu energiju.

Na taj način nuklearne elektrane izvode kontrolirane reakcije na oslobađanje energije. Kontrolirana fisija nastaje kada vrlo lagani neutrinovi bombardiraju jezgru atoma.

To se lomi, stvarajući dvije manje jezgre slične veličine. Uništavanjem se oslobađa značajna količina energije - čak 200 puta veća od neutrona koji je započeo postupak.

Ova vrsta nuklearnih promjena sama po sebi ima veliki potencijal kao izvor energije. Međutim, ono izaziva višestruku zabrinutost, posebno pitanja koja se odnose na sigurnost i okoliš.

Nuklearna promjena fuzijom

Fuzija je proces kojim Sunce i druge zvijezde stvaraju svjetlost i toplinu. U ovom nuklearnom procesu energija se proizvodi raspadom atoma svjetlosti. To je suprotna reakcija na fisiju, gdje se dijele teški izotopi.

Na Zemlji je nuklearna fuzija lakše postići kombinacijom dva vodikova izotopa: deuterija i tritija.

Vodik, sastavljen od jednog protona i elektrona, najlakši je od svih elemenata. Deuterij, često nazvan "teškom vodom", ima dodatni neutron u svojoj jezgri.

Sa svoje strane, tritij ima dva dodatna neutrona i, prema tome, je tri puta teži od vodika.

Srećom, deuterij se nalazi u morskoj vodi. To znači da će biti goriva za fuziju sve dok na planeti bude vode.

Reference

1. Miller, GT i Spoolman, SE (2015). Znanost o okolišu. Massachusetts: Cengage Learning.
2. Miller, GT i Spoolman, SE (2014). Osnove ekologije. Connecticut: Cengage Learning.
3. Cracolice, MS i Peters, EI (2012). Uvodna kemija: pristup aktivnom učenju. California: Cengage Learning.
4. Konya, J. i Nagy, NM (2012). Nuklearna i radiokemija. Massachusetts: Elsevier.
5. Taylor Redd, N. (2012, 19. rujna). Što je fisija? U Live Science. Preuzeto 2. listopada 2017. s web-mjesta lifecience.com.
6. Nuklearna fuzija. (s / ž). U Centru za informacije o nuklearnoj znanosti i tehnologiji. Preuzeto 2. listopada 2017. sclearconnect.org.