Cambiamento nucleare

Schema di una reazione nucleare. Fonte: Commissione di regolamentazione nucleare da US, CC di 2.0, Wikimedia Commons

Cos'è un cambiamento nucleare?

UN Cambiamento nucleare È il processo mediante il quale i nuclei di determinati isotopi cambiano spontaneamente o sono costretti a cambiare due o più isotopi diversi. I tre tipi principali di scambio nucleare di materia sono la disintegrazione naturale radioattiva, la fissione nucleare e la fusione nucleare.

Oltre al nucleare, le altre due variazioni della materia sono fisiche e chimiche. Il primo non implica alcun cambiamento nella sua composizione chimica. Se viene tagliato un pezzo di pellicola, è ancora un foglio di alluminio.

Quando si verifica un cambiamento chimico, la composizione chimica delle sostanze coinvolte cambia anche. Ad esempio, il carbone quando la combustione è combinato con ossigeno, formando anidride carbonica (CO₂).

Tassi di cambio nucleare

Disintegrazione naturale radioattiva

Quando un radioisotopo emette particelle alfa o beta, si verifica la trasmutazione di un elemento, cioè un cambiamento da un elemento all'altro.

Pertanto, l'isotopo risultante ha un numero diverso di protoni rispetto all'isotopo originale. Quindi si verifica un cambiamento nucleare. La sostanza originale (isotopo) è stata distrutta, formando una nuova sostanza (isotopo).

In questo senso, sono stati presenti isotopi radioattivi naturali dalla formazione della terra e sono costantemente prodotti dalle reazioni nucleari dei raggi cosmici con atomi nell'atomi. Queste reazioni nucleari danno origine agli elementi dell'universo.

Questi tipi di reazioni producono isotopi stabili e radioattivi, molti dei quali hanno una mezza vita di diversi miliardi di anni.

Ora, questi isotopi radioattivi non possono formarsi in condizioni naturali caratteristiche del pianeta Terra. Come risultato della disintegrazione radioattiva, la loro quantità e radioattività sono gradualmente diminuite. Tuttavia, a causa di queste lunghe metà vite, la loro radioattività è stata finora significativa.

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Cambiamento nucleare per fissione

Il nucleo centrale di un atomo contiene protoni e neutroni. Nella fissione, questo nucleo è diviso, sia per decadimento radioattivo o perché è bombardato da altre particelle subatomiche note come neutrino.

I pezzi risultanti hanno una massa inferiore con il nucleo originale. Questa massa perduta diventa energia nucleare.

In questo modo, nelle centrali nucleari sono state fatte reazioni controllate per rilasciare energia. La fissione controllata si verifica quando un neutrino molto chiaro bombardò il nucleo di un atomo.

Questo si rompe, creando due nuclei più piccoli, dimensioni simili. La distruzione rilascia una quantità significativa di energia, fino a 200 volte quella del neutrone che ha iniziato la procedura.

Di per sé, questo tipo di cambiamento nucleare ha un grande potenziale come fonte di energia. Tuttavia, è una fonte di molteplici preoccupazioni, in particolare quelle relative alla sicurezza e all'ambiente.

Cambiamento nucleare per fusione

La fusione è il processo attraverso il quale il sole e le altre stelle generano luce e calore. In questo processo nucleare, l'energia è prodotta dalla rottura degli atomi di luce. È la reazione contraria alla fissione, in cui gli isotopi pesanti sono divisi.

Sulla terra, la fusione nucleare è più facile da combinare due isotopi idrogeno: deuterio e trizio.

L'idrogeno, formato da un singolo protone e un elettrone, è il più leggero di tutti gli elementi. Il deuterio, spesso chiamato "acqua pesante", ha un neutrone extra nel suo nucleo.

Da parte sua, il trizio ha due neutroni aggiuntivi e, quindi, è tre volte più pesante dell'idrogeno.

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Fortunatamente, il deuterio si trova nell'acqua di mare. Ciò significa che ci sarà carburante per la fusione mentre c'è acqua sul pianeta.

Esempi di cambiamento nucleare

• Quando una bomba atomica viene fatta esplodere (fissione nucleare).
• Al sole c'è una fusione di nuclei di idrogeno che produce elio. In questo processo viene rilasciata molta energia che, sulla Terra, percepiamo come luce e calore (fusione nucleare).
• Le centrali nucleari producono reazioni di fissione nucleare per generare elettricità.
• La fusione di atomi di calcio e titanio forma una struttura in grado di trasformare il proprio plasma in un magazzino energetico.
• La fusione di atomi di fluoro e magnesio forma una struttura di peso nucleare.

Riferimenti

1. Miller, g. T. E Spoolman, s. E. (2015). Scienza ambientale. Massachusetts: Cengage Learning.
2. Cos'è la fissione? Recuperato da LivesCience.com.