KAJ JE JEDRSKA SPREMEMBA? - ZNANOST - 2025

Jedrska sprememba je postopek, s katerim jedrih nekaterih izotopov spontano spremeniti ali prisiljeni sprememb na dve ali več različnih izotopov.

Tri glavne vrste jedrske spremembe v materiji so naravni radioaktivni razpad, jedrska fisija in jedrska fuzija.

Ostali dve spremembi materije sta poleg jedrske fizikalna in kemična. Prva ne pomeni spremembe njegove kemične sestave. Če izrežete kos aluminijaste folije, je to še vedno aluminijasta folija.

Ko pride do kemične spremembe, se spremeni tudi kemična sestava vpletenih snovi. Izgorevanje premoga se na primer kombinira s kisikom in tvori ogljikov dioksid (CO2).

Jedrske spremembe in njene glavne vrste

Radioaktivni naravni razpad

Ko radioizotop oddaja delce alfa ali beta, pride do transmutacije elementa, to je spremembe od enega do drugega elementa.

Tako ima dobljeni izotop drugačno število protonov kot originalni izotop. Potem pride do jedrske spremembe. Prvotna snov (izotop) je bila uničena, kar tvori novo snov (izotop).
V tem smislu so naravni radioaktivni izotopi prisotni že od nastanka Zemlje in se nenehno proizvajajo z jedrskimi reakcijami kozmičnih žarkov z atomi v atmosferi. Te jedrske reakcije povzročajo elemente vesolja.

Te vrste reakcij proizvajajo stabilne radioaktivne izotope, od katerih je razpolovni čas več milijard let.

Vendar teh radioaktivnih izotopov ni mogoče oblikovati v naravnih pogojih, značilnih za planet Zemljo.

Zaradi radioaktivnega razpada se njegova količina in radioaktivnost postopoma zmanjšujeta. Vendar je bila zaradi teh dolgih razpolovnih do zdaj njegova radioaktivnost pomembna.

Jedrske spremembe z deljenjem

Osrednje jedro atoma vsebuje protone in nevtrone. Pri cepljenju se to jedro razdeli, bodisi z radioaktivnim razpadom bodisi zato, ker ga bombardirajo drugi subatomski delci, znani kot nevtrini.

Tako dobljeni kosi imajo manj kombinirane mase kot prvotno jedro. Ta izgubljena masa se pretvori v jedrsko energijo.
Na ta način jedrske elektrarne izvajajo nadzorovane reakcije na sproščanje energije. Nadzorovana cepitev nastane, ko zelo lahek nevtrino bombardira jedro atoma.

Ta se zlomi in ustvari dve manjši jedri podobne velikosti. Uničenje sprosti znatno količino energije - do 200-krat večjo od nevtrona, ki je začel postopek.
Tovrstne jedrske spremembe same po sebi predstavljajo velik potencial kot vir energije. Vendar pa vzbuja številne zaskrbljenosti, zlasti tiste, povezane z varnostjo in okoljem.

Jedrske spremembe s fuzijo

Fuzija je postopek, s katerim Sonce in druge zvezde ustvarjajo svetlobo in toploto. V tem jedrskem procesu se energija pridobi z razpadom atomov svetlobe. Gre za nasprotno reakcijo na cepitev, kjer se delijo težki izotopi.
Na Zemlji je jedrsko fuzijo lažje doseči s kombiniranjem dveh izotopov vodika: devterija in tritija.

Vodik, sestavljen iz enega samega protona in elektrona, je najlažji izmed vseh elementov. Deuterij, ki ga pogosto imenujejo "težka voda", ima v svojem jedru dodaten nevtron.

Tritij ima dva dodatna nevtrona in je zato trikrat težji od vodika.

Na srečo se devterij nahaja v morski vodi. To pomeni, da bo gorivo za fuzijo, dokler bo na planetu voda.

Reference

1. Miller, GT in Spoolman, SE (2015). Ekologija. Massachusetts: Cengage Learning.
2. Miller, GT in Spoolman, SE (2014). Osnove ekologije. Connecticut: Cengage Learning.
3. Cracolice, MS in Peters, EI (2012). Uvodna kemija: pristop k aktivnemu učenju. Kalifornija: Cengage Learning.
4. Konya, J. in Nagy, NM (2012). Jedrska in radiokemija. Massachusetts: Elsevier.
5. Taylor Redd, N. (2012, 19. september). Kaj je fisija? V Live Science. Pridobljeno 2. oktobra 2017 s spletnega mesta livecience.com.
6. Jedrska fuzija. (s / ž). V Centru za jedrske znanosti in tehnologije. Pridobljeno 2. oktobra 2017 z nuklearne povezave.org.