- Sự thay đổi hạt nhân và các dạng chính của nó
- Phân rã tự nhiên phóng xạ
- Sự thay đổi hạt nhân bằng sự phân hạch
- Sự thay đổi hạt nhân bằng phản ứng tổng hợp
- Người giới thiệu
Sự thay đổi hạt nhân là quá trình hạt nhân của một số đồng vị thay đổi một cách tự nhiên hoặc bị buộc phải thay đổi thành hai hoặc nhiều đồng vị khác nhau.
Ba dạng biến đổi hạt nhân chính trong vật chất là phân rã phóng xạ tự nhiên, phân hạch hạt nhân và phản ứng tổng hợp hạt nhân.
Bên cạnh hạt nhân, hai biến đổi khác của vật chất là vật lý và hóa học. Đầu tiên không ngụ ý bất kỳ sự thay đổi nào trong thành phần hóa học của nó. Nếu bạn cắt một miếng giấy nhôm, nó vẫn là lá nhôm.
Khi xảy ra biến đổi hóa học thì thành phần hóa học của các chất tham gia cũng thay đổi theo. Ví dụ, đốt than kết hợp với oxy, tạo thành carbon dioxide (CO2).
Sự thay đổi hạt nhân và các dạng chính của nó
Phân rã tự nhiên phóng xạ
Khi một đồng vị phóng xạ phát ra các hạt alpha hoặc beta, có một sự hoán vị của một nguyên tố, tức là sự thay đổi từ nguyên tố này sang nguyên tố khác.
Do đó đồng vị tạo thành có số proton khác với đồng vị ban đầu. Sau đó, một sự thay đổi hạt nhân xảy ra. Chất ban đầu (đồng vị) đã bị phá hủy, tạo thành chất mới (đồng vị).
Theo nghĩa này, các đồng vị phóng xạ tự nhiên đã có từ khi Trái đất hình thành và liên tục được tạo ra bởi các phản ứng hạt nhân của tia vũ trụ với các nguyên tử trong khí quyển. Những phản ứng hạt nhân này làm phát sinh các nguyên tố của vũ trụ.
Những loại phản ứng này tạo ra các đồng vị phóng xạ, ổn định, nhiều đồng vị trong số đó có chu kỳ bán rã vài tỷ năm.
Tuy nhiên, những đồng vị phóng xạ này không thể hình thành trong điều kiện tự nhiên đặc trưng của hành tinh Trái đất.
Kết quả của sự phân rã phóng xạ, số lượng và độ phóng xạ của nó giảm dần. Tuy nhiên, do chu kỳ bán rã dài này, tính phóng xạ của nó cho đến nay là rất đáng kể.
Sự thay đổi hạt nhân bằng sự phân hạch
Hạt nhân trung tâm của nguyên tử chứa proton và neutron. Trong quá trình phân hạch, hạt nhân này phân chia, do phân rã phóng xạ hoặc do nó bị bắn phá bởi các hạt hạ nguyên tử khác được gọi là neutrino.
Các mảnh tạo thành có khối lượng kết hợp ít hơn so với lõi ban đầu. Khối lượng bị mất này được chuyển thành năng lượng hạt nhân.
Bằng cách này, các nhà máy điện hạt nhân thực hiện các phản ứng có kiểm soát để giải phóng năng lượng. Sự phân hạch có kiểm soát xảy ra khi một hạt neutrino rất nhẹ bắn phá hạt nhân của một nguyên tử.
Điều này bị vỡ, tạo ra hai hạt nhân nhỏ hơn, có kích thước tương tự nhau. Sự phá hủy giải phóng một lượng năng lượng đáng kể - gấp 200 lần năng lượng của neutron bắt đầu quy trình.
Bản thân nó, loại thay đổi hạt nhân này có tiềm năng to lớn như một nguồn năng lượng. Tuy nhiên, nó là một nguồn gốc của nhiều mối quan tâm, đặc biệt là những vấn đề liên quan đến an toàn và môi trường.
Sự thay đổi hạt nhân bằng phản ứng tổng hợp
Nhiệt hạch là quá trình Mặt trời và các ngôi sao khác tạo ra ánh sáng và nhiệt. Trong quá trình hạt nhân này, năng lượng được tạo ra do sự phân hủy các nguyên tử ánh sáng. Đó là phản ứng ngược lại với sự phân hạch, nơi các đồng vị nặng phân chia.
Trên Trái đất, phản ứng tổng hợp hạt nhân dễ thực hiện hơn bằng cách kết hợp hai đồng vị hydro: đơteri và triti.
Hydro, được tạo thành từ một proton và một electron, là nguyên tố nhẹ nhất trong tất cả các nguyên tố. Deuterium, thường được gọi là "nước nặng", có thêm một neutron trong lõi của nó.
Về phần mình, triti có thêm hai neutron và do đó, nặng hơn hydro ba lần.
May mắn thay, đơteri được tìm thấy trong nước biển. Điều này có nghĩa là sẽ có nhiên liệu cho phản ứng tổng hợp miễn là có nước trên hành tinh.
Người giới thiệu
- Miller, GT và Spoolman, SE (2015). Khoa học môi trường. Massachusetts: Học tập Cengage.
- Miller, GT và Spoolman, SE (2014). Những điều cần thiết trong Hệ sinh thái. Connecticut: Học tập Cengage.
- Cracolice, MS và Peters, EI (2012). Giới thiệu Hóa học: Một Phương pháp Học tập Tích cực. California: Học tập Cengage.
- Konya, J. và Nagy, NM (2012). Hạt nhân và Hóa học phóng xạ. Massachusetts: Elsevier.
- Taylor Redd, N. (2012, ngày 19 tháng 9). Phân hạch là gì? Trong Khoa học Trực tiếp. Được lấy vào ngày 2 tháng 10 năm 2017, từ livescience.com.
- Nhiệt hạch hạt nhân. (s / f). Tại Trung tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ Hạt nhân. Được truy cập vào ngày 2 tháng 10 năm 2017, từ nucleconnect.org.