หุ้น:
การเปลี่ยนแปลงนิวเคลียร์คืออะไร
การเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียร์ เป็นกระบวนการที่นิวเคลียสของไอโซโทปบางอย่างเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติหรือถูกบังคับให้เปลี่ยนเป็นไอโซโทปสองชนิดหรือมากกว่านั้น.
การเปลี่ยนแปลงนิวเคลียร์ของสสารสามประเภทหลักคือการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติฟิชชันนิวเคลียร์และฟิวชั่นนิวเคลียร์.
นอกเหนือจากนิวเคลียร์แล้วการเปลี่ยนแปลงของสสารอีกสองอย่างคือทางกายภาพและทางเคมี ครั้งแรกไม่ได้หมายความถึงการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีใด ๆ หากคุณตัดอลูมิเนียมฟอยล์ชิ้นส่วนก็จะยังคงเป็นอลูมิเนียมฟอยล์.
เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีองค์ประกอบทางเคมีของสารที่เกี่ยวข้องก็จะเปลี่ยนไปเช่นกัน ตัวอย่างเช่นการเผาถ่านหินรวมกับออกซิเจนก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2).
การเปลี่ยนแปลงนิวเคลียร์และประเภทหลัก
การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติ
เมื่อไอโซโทปรังสีเปล่งอนุภาคแอลฟาหรือเบตาการเปลี่ยนรูปของธาตุจะเกิดขึ้นนั่นก็คือการเปลี่ยนจากองค์ประกอบหนึ่งไปเป็นอีกองค์ประกอบหนึ่ง.
ดังนั้นไอโซโทปที่ได้จึงมีจำนวนโปรตอนที่แตกต่างจากไอโซโทปดั้งเดิม จากนั้นเกิดการเปลี่ยนแปลงนิวเคลียร์ สารดั้งเดิม (ไอโซโทป) ถูกทำลายก่อตัวเป็นสารใหม่ (ไอโซโทป).
ในแง่นี้ไอโซโทปกัมมันตรังสีตามธรรมชาติมีอยู่ตั้งแต่การก่อตัวของโลกและมีการผลิตอย่างต่อเนื่องโดยปฏิกิริยานิวเคลียร์ของรังสีคอสมิกกับอะตอมในชั้นบรรยากาศ ปฏิกิริยานิวเคลียร์เหล่านี้ก่อให้เกิดองค์ประกอบของจักรวาล.
ปฏิกิริยาประเภทนี้ผลิตไอโซโทปที่เสถียรและกัมมันตภาพรังสีซึ่งส่วนใหญ่มีอายุครึ่งชีวิตหลายพันล้านปี.
ตอนนี้ไอโซโทปกัมมันตรังสีเหล่านี้ไม่สามารถเกิดขึ้นภายใต้สภาพธรรมชาติของโลก.
จากการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีปริมาณและกัมมันตภาพรังสีของมันก็ลดลงเรื่อย ๆ อย่างไรก็ตามเนื่องจากครึ่งชีวิตที่ยาวนานเหล่านี้กัมมันตภาพรังสีของมันมีความสำคัญจนถึงปัจจุบัน.
การเปลี่ยนแปลงนิวเคลียร์โดยฟิชชัน
นิวเคลียสกลางของอะตอมประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน ในฟิชชันนิวเคลียสนี้จะถูกแบ่งออกไม่ว่าจะด้วยการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีหรือเพราะมันถูกทิ้งระเบิดโดยอนุภาคย่อยอื่น ๆ ที่เรียกว่านิวตริโน.
ชิ้นส่วนที่เกิดขึ้นมีมวลรวมกันน้อยกว่าแกนกลางดั้งเดิม มวลที่หายไปนี้กลายเป็นพลังงานนิวเคลียร์.
ด้วยวิธีนี้ปฏิกิริยาควบคุมจะดำเนินการที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เพื่อปล่อยพลังงาน ฟิชชันควบคุมเกิดขึ้นเมื่อนิวตริโนที่มีน้ำหนักเบามากระเบิดนิวเคลียสของอะตอม.
มันทำลายสร้างแกนที่เล็กกว่าสองแกนที่มีขนาดใกล้เคียงกัน การทำลายจะปลดปล่อยพลังงานจำนวนมาก - มากถึง 200 เท่าของนิวตรอนที่เริ่มกระบวนการ.
ในตัวของมันเองการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียร์นี้มีศักยภาพที่ดีในฐานะที่เป็นแหล่งพลังงาน อย่างไรก็ตามเป็นแหล่งที่มาของความกังวลหลายประการโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อม.
การเปลี่ยนแปลงนิวเคลียร์โดยฟิวชั่น
ฟิวชั่นเป็นกระบวนการที่ดวงอาทิตย์และดวงดาวอื่นสร้างแสงและความร้อน ในกระบวนการนิวเคลียร์นี้พลังงานถูกผลิตขึ้นโดยการแยกอะตอมของแสง มันเป็นปฏิกิริยาที่ตรงกันข้ามกับฟิชชันซึ่งแบ่งออกเป็นไอโซโทปหนัก.
บนโลกนั้นการผสมนิวเคลียร์ทำได้ง่ายขึ้นโดยการรวมไอโซโทปไฮโดรเจนสองอัน ได้แก่ ดิวเทอเรียมกับทริเทียม.
ไฮโดรเจนประกอบด้วยโปรตอนเดี่ยวและอิเล็กตรอนเป็นองค์ประกอบที่เบาที่สุด ดิวทีเรียมมักเรียกว่า "น้ำหนัก" มีนิวตรอนพิเศษที่ใจกลาง.
ในส่วนของมันไอโซโทปมีนิวตรอนเพิ่มอีกสองตัวดังนั้นจึงหนักกว่าไฮโดรเจนสามเท่า.
โชคดีที่ดิวทีเรียมถูกพบในน้ำทะเล ซึ่งหมายความว่าจะมีเชื้อเพลิงสำหรับการหลอมรวมขณะที่มีน้ำบนโลก.
การอ้างอิง
- มิลเลอร์, G. ต. และ Spoolman, S. E. (2015) วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม แมสซาชูเซต: การเรียนรู้ Cengage.
- มิลเลอร์, G. ต. และ Spoolman, S. E. (2014) สิ่งจำเป็นทางนิเวศวิทยา คอนเนตทิคัต: Cengage Learning.
- Cracolice, M. S. และ Peters, E. I. (2012) เคมีเบื้องต้น: วิธีการเรียนรู้เชิงรุก แคลิฟอร์เนีย: Cengage Learning.
- Konya, J. และ Nagy, N. M. (2012) นิวเคลียร์และเคมีรังสี แมสซาชูเซต: เอลส์.
- Taylor Redd, N. (2012, 19 กันยายน) ฟิชชันคืออะไร ในวิทยาศาสตร์สด สืบค้น 2 ตุลาคม 2017 จาก livescience.com.
- นิวเคลียร์ฟิวชั่น (s / f) ในศูนย์ข้อมูลวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนิวเคลียร์ สืบค้นเมื่อวันที่ 2 ตุลาคม 2017 จาก nuclearconnect.org.