- การเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียร์และประเภทหลัก
- การสลายตัวตามธรรมชาติของกัมมันตภาพรังสี
- การเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียร์โดยฟิชชัน
- การเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียร์โดยการหลอมรวม
- อ้างอิง
การเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์คือกระบวนการที่นิวเคลียสของไอโซโทปบางชนิดเปลี่ยนไปตามธรรมชาติหรือถูกบังคับให้เปลี่ยนเป็นไอโซโทปที่แตกต่างกันสองไอโซโทปหรือมากกว่านั้น
การเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียร์ในสสารหลักสามประเภท ได้แก่ การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติการแตกตัวของนิวเคลียร์และนิวเคลียร์ฟิวชัน
นอกจากนิวเคลียร์แล้วการเปลี่ยนแปลงอีกสองอย่างในสสารคือทางกายภาพและทางเคมี ประการแรกไม่ได้หมายความถึงการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีใด ๆ ถ้าคุณตัดแผ่นอลูมิเนียมฟอยล์มันก็ยังคงเป็นอลูมิเนียมฟอยล์
เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีองค์ประกอบทางเคมีของสารที่เกี่ยวข้องก็เปลี่ยนไปด้วย ตัวอย่างเช่นการเผาถ่านหินจะรวมตัวกับออกซิเจนกลายเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2)
การเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียร์และประเภทหลัก
การสลายตัวตามธรรมชาติของกัมมันตภาพรังสี
เมื่อไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีปล่อยอนุภาคแอลฟาหรือเบต้าจะมีการเปลี่ยนรูปขององค์ประกอบนั่นคือการเปลี่ยนแปลงจากองค์ประกอบหนึ่งไปเป็นอีกองค์ประกอบหนึ่ง
ดังนั้นไอโซโทปที่ได้จึงมีจำนวนโปรตอนต่างจากไอโซโทปเดิม จากนั้นการเปลี่ยนแปลงนิวเคลียร์ก็เกิดขึ้น สารเดิม (ไอโซโทป) ถูกทำลายกลายเป็นสารใหม่ (ไอโซโทป)
ในแง่นี้ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติมีอยู่ตั้งแต่การก่อตัวของโลกและเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องโดยปฏิกิริยานิวเคลียร์ของรังสีคอสมิกกับอะตอมในบรรยากาศ ปฏิกิริยานิวเคลียร์เหล่านี้ก่อให้เกิดองค์ประกอบของจักรวาล
ปฏิกิริยาประเภทนี้ก่อให้เกิดไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่เสถียรซึ่งหลายชนิดมีครึ่งชีวิตหลายพันล้านปี
อย่างไรก็ตามไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีเหล่านี้ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้สภาพธรรมชาติของดาวเคราะห์โลก
ผลจากการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีทำให้ปริมาณและกัมมันตภาพรังสีลดลงเรื่อย ๆ อย่างไรก็ตามเนื่องจากครึ่งชีวิตที่ยาวนานเหล่านี้กัมมันตภาพรังสีจึงมีความสำคัญมาก
การเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียร์โดยฟิชชัน
นิวเคลียสกลางของอะตอมประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน ในฟิชชันนิวเคลียสนี้แบ่งตัวโดยการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีหรือเนื่องจากอนุภาคย่อยของอะตอมอื่น ๆ ที่เรียกว่านิวตริโน
ชิ้นส่วนที่ได้มีมวลรวมกันน้อยกว่าแกนเดิม มวลที่หายไปนี้จะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานนิวเคลียร์
ด้วยวิธีนี้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะทำปฏิกิริยาควบคุมเพื่อปลดปล่อยพลังงาน ฟิชชันที่ควบคุมได้เกิดขึ้นเมื่อนิวตริโนที่มีน้ำหนักเบามากโจมตีนิวเคลียสของอะตอม
สิ่งนี้แตกออกทำให้เกิดนิวเคลียสที่เล็กกว่าและมีขนาดใกล้เคียงกัน การทำลายล้างจะปลดปล่อยพลังงานจำนวนมาก - มากถึง 200 เท่าของนิวตรอนที่เริ่มกระบวนการ
ในตัวของมันเองการเปลี่ยนแปลงนิวเคลียร์แบบนี้มีศักยภาพที่ดีในการเป็นแหล่งพลังงาน อย่างไรก็ตามมันเป็นที่มาของความกังวลหลายประการโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อม
การเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียร์โดยการหลอมรวม
ฟิวชั่นคือกระบวนการที่ดวงอาทิตย์และดาวดวงอื่นสร้างแสงและความร้อน ในกระบวนการนิวเคลียร์นี้พลังงานเกิดจากการสลายอะตอมของแสง เป็นปฏิกิริยาตรงกันข้ามกับฟิชชันโดยที่ไอโซโทปหนักแบ่งตัว
บนโลกนิวเคลียร์ฟิวชันทำได้ง่ายกว่าโดยการรวมไอโซโทปของไฮโดรเจนสองตัวเข้าด้วยกัน: ดิวทีเรียมและไอโซโทป
ไฮโดรเจนประกอบด้วยโปรตอนตัวเดียวและอิเล็กตรอนมีน้ำหนักเบาที่สุดในบรรดาองค์ประกอบทั้งหมด ดิวเทอเรียมมักเรียกว่า "น้ำหนัก" มีนิวตรอนเสริมอยู่ในแกนกลาง
ในส่วนของมันนั้นไอโซโทปมีนิวตรอนเพิ่มขึ้นอีกสองนิวตรอนดังนั้นจึงหนักกว่าไฮโดรเจนสามเท่า
โชคดีที่พบดิวเทอเรียมในน้ำทะเล นั่นหมายความว่าจะมีเชื้อเพลิงสำหรับการหลอมรวมตราบเท่าที่มีน้ำอยู่บนโลก
อ้างอิง
- Miller, GT และ Spoolman, SE (2015) วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม. แมสซาชูเซตส์: Cengage Learning.
- Miller, GT และ Spoolman, SE (2014) สิ่งจำเป็นในนิเวศวิทยา คอนเนตทิคัต: Cengage Learning.
- Cracolice, MS และ Peters, EI (2012) เคมีเบื้องต้น: แนวทางการเรียนรู้เชิงรุก แคลิฟอร์เนีย: Cengage Learning
- Konya, J. และ Nagy, NM (2012). นิวเคลียร์และรังสีเคมี. แมสซาชูเซตส์: Elsevier
- Taylor Redd, N. (2012, 19 กันยายน). ฟิชชันคืออะไร? ในวิทยาศาสตร์สด. สืบค้นเมื่อวันที่ 2 ตุลาคม 2017 จาก livescience.com.
- นิวเคลียร์ฟิวชั่น. (s / f) ในศูนย์ข้อมูลวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนิวเคลียร์ สืบค้นเมื่อวันที่ 2 ตุลาคม 2017 จาก nucleconnect.org.