HVA ER EN KJERNEFYSISK ENDRING? - VITENSKAP - 2026

En kjerneforandring er prosessen der kjernene til bestemte isotoper endres spontant eller blir tvunget til å skifte til to eller flere forskjellige isotoper.

De tre hovedtyper av kjernefysisk endring i materie er naturlig radioaktivt forfall, kjernefysjon og kjernefusjon.

Foruten kjernefysiske, er de to andre endringene i materien fysiske og kjemiske. Den første innebærer ingen endring i dens kjemiske sammensetning. Hvis du kutter et stykke aluminiumsfolie, er det fortsatt aluminiumsfolie.

Når en kjemisk endring skjer, endres også den kjemiske sammensetningen av stoffene som er involvert. For eksempel forbrenning av kull kombineres med oksygen, og danner karbondioksid (CO2).

Atomendring og dens hovedtyper

Radioaktivt naturlig forfall

Når en radioisotop avgir alfa- eller beta-partikler, skjer det en transmutasjon av et element, det vil si en endring fra et element til et annet.

Dermed har den resulterende isotopen et annet antall protoner enn den opprinnelige isotopen. Da skjer en atomendring. Det opprinnelige stoffet (isotop) er blitt ødelagt, og danner et nytt stoff (isotop).
I denne forstand har naturlige radioaktive isotoper vært til stede siden jordas dannelse og produseres kontinuerlig av kjernefysiske reaksjoner av kosmiske stråler med atomer i atmosfæren. Disse atomreaksjonene gir opphav til elementene i universet.

Disse typer reaksjoner gir stabile, radioaktive isotoper, hvorav mange har en halveringstid på flere milliarder år.

Imidlertid kan ikke disse radioaktive isotoper dannes under naturlige forhold som er karakteristiske for planeten Jorden.

Som et resultat av radioaktivt forfall har mengden og radioaktiviteten gradvis redusert. På grunn av disse lange halveringstidene har imidlertid radioaktiviteten vært betydelig så langt.

Kjerneforandring ved fisjon

Den sentrale kjernen i et atom inneholder protoner og nøytroner. I fisjon deler denne kjernen seg, enten ved radioaktivt forfall eller fordi den er bombardert av andre subatomære partikler kjent som nøytrinoer.

De resulterende stykkene har mindre kombinert masse enn den opprinnelige kjernen. Denne tapte massen omdannes til kjernekraft.
På denne måten utfører kjernekraftverk kontrollerte reaksjoner for å frigjøre energi. Kontrollert fisjon oppstår når en veldig lett nøytrino bombarderer kjernen til et atom.

Dette går i stykker, og skaper to mindre kjerner med lignende størrelse. Ødeleggelsen frigjør en betydelig mengde energi - opptil 200 ganger så mye fra nøytronet som startet prosedyren.
I seg selv har denne typen kjernefysiske forandringer stort potensiale som energikilde. Imidlertid er det en kilde til flere bekymringer, spesielt de som er relatert til sikkerhet og miljø.

Kjerneforandring ved fusjon

Fusion er prosessen der solen og andre stjerner genererer lys og varme. I denne kjernefysiske prosessen produseres energi ved nedbrytning av lysatomer. Det er motsatt reaksjon på fisjon, der tunge isotoper deler seg.
På jorden er kjernefusjon lettere å oppnå ved å kombinere to hydrogenisotoper: deuterium og tritium.

Hydrogen, som består av et enkelt proton og et elektron, er det letteste av alle elementer. Deuterium, ofte kalt "tungt vann", har et ekstra nøytron i kjernen.

For sin del har tritium to ekstra nøytroner og er derfor tre ganger tyngre enn hydrogen.

Heldigvis finnes deuterium i sjøvann. Dette betyr at det vil være drivstoff for fusjon så lenge det er vann på planeten.

referanser

1. Miller, GT og Spoolman, SE (2015). Miljøvitenskap. Massachusetts: Cengage Learning.
2. Miller, GT og Spoolman, SE (2014). Essentials in Ecology. Connecticut: Cengage Learning.
3. Cracolice, MS og Peters, EI (2012). Innledende kjemi: En aktiv læringsmetode. California: Cengage Learning.
4. Konya, J. og Nagy, NM (2012). Kjerne- og radiokjemi. Massachusetts: Elsevier.
5. Taylor Redd, N. (2012, 19. september). Hva er fisjon? I Live Science. Hentet 2. oktober 2017, fra livescience.com.
6. Kjernefysisk fusjon. (s / f). I Center for Nuclear Science and Technology Information. Hentet 2. oktober 2017, fra atomconnect.org.