ما هو التغيير النووي؟

ل التغيير النووي هي العملية التي تتغير بها نوى بعض النظائر من تلقاء نفسها أو تضطر إلى التحول إلى اثنين أو أكثر من النظائر المختلفة.

الأنواع الثلاثة الرئيسية للتغير النووي في المادة هي التحلل الإشعاعي الطبيعي والانشطار النووي والانصهار النووي.

بالإضافة إلى النووي ، والتغييران الآخران في المسألة هما الفيزيائية والكيميائية. الأول لا يعني أي تغيير في التركيب الكيميائي. إذا قمت بقص قطعة من رقائق الألومنيوم ، فلا يزال من رقائق الألمنيوم.

عند حدوث تغيير كيميائي ، يتغير التركيب الكيميائي للمواد المعنية أيضًا. على سبيل المثال ، يتم دمج حرق الفحم مع الأكسجين ، مما يشكل ثاني أكسيد الكربون (CO2).

التغيير النووي وأنواعه الرئيسية

الاضمحلال الإشعاعي الطبيعي

عندما ينبعث النظائر المشعة جسيمات ألفا أو بيتا ، يحدث تحويل عنصر ما ، أي تغيير من عنصر إلى آخر.

وهكذا ، يكون للنظير الناتج عددًا مختلفًا من البروتونات عن النظير الأصلي. ثم يحدث تغيير نووي. تم تدمير المادة الأصلية (النظير) ، وتشكيل مادة جديدة (النظير).

وبهذا المعنى ، كانت النظائر المشعة الطبيعية موجودة منذ تكوين الأرض ويتم إنتاجها باستمرار من خلال التفاعلات النووية للأشعة الكونية مع الذرات في الغلاف الجوي. ردود الفعل النووية هذه تثير عناصر الكون.

تنتج هذه الأنواع من التفاعلات نظائر مستقرة ومشعة ، يبلغ عمر نصفها عدة مليارات من السنين.

الآن ، لا يمكن تشكيل هذه النظائر المشعة في ظل ظروف طبيعية مميزة لكوكب الأرض.  

نتيجة للانحطاط الإشعاعي ، فقد انخفض حجمه ونشاطه الإشعاعي تدريجياً. ومع ذلك ، بسبب عمر النصف الطويل ، كان نشاطه الإشعاعي كبيرًا حتى الآن.

التغيير النووي عن طريق الانشطار

تحتوي النواة المركزية للذرة على البروتونات والنيوترونات. في الانشطار ، يتم تقسيم هذه النواة ، إما بالتحلل الإشعاعي أو بسبب قصفها بواسطة جسيمات دون ذرية أخرى تعرف باسم النيوتريونات.

القطع الناتجة لها كتلة أقل مجتمعة من النواة الأصلية. تصبح هذه الكتلة المفقودة طاقة نووية. 

بهذه الطريقة ، يتم إجراء ردود الفعل الخاضعة للرقابة في محطات الطاقة النووية لإطلاق الطاقة. يحدث الانشطار المتحكم فيه عندما يقصف النيوترينو الخفيف نواة الذرة.

ينهار ، وخلق اثنين من النوى أصغر من حجم مماثل. يؤدي التدمير إلى إطلاق كمية كبيرة من الطاقة - ما يصل إلى 200 ضعف طاقة النيوترون التي بدأت الإجراء.

في حد ذاته ، فإن هذا النوع من التغيير النووي لديه إمكانات كبيرة كمصدر للطاقة. ومع ذلك ، فهي مصدر قلق متعددة ، لا سيما تلك المتعلقة بالسلامة والبيئة.

التغيير النووي عن طريق الانصهار

الانصهار هو العملية التي تولد بها الشمس والنجوم الأخرى الضوء والحرارة. في هذه العملية النووية ، يتم إنتاج الطاقة عن طريق تفتيت الذرات الخفيفة. هذا هو رد الفعل المعاكس للانشطار ، حيث يتم تقسيم النظائر الثقيلة.

على الأرض ، من السهل تحقيق الاندماج النووي من خلال الجمع بين نظري الهيدروجين: الديوتيريوم والتريتيوم.

الهيدروجين ، الذي يتكون من بروتون واحد وإلكترون ، هو الأخف وزنا بين جميع العناصر. يحتوي الديوتيريوم ، الذي يُطلق عليه غالبًا "الماء الثقيل" ، على نيوترون إضافي في جوهره.

من جانبها ، يحتوي التريتيوم على نيوترونين إضافيين ، وبالتالي يكون أثقل بثلاث مرات من الهيدروجين.

لحسن الحظ ، تم العثور على الديوتيريوم في مياه البحر. هذا يعني أنه سيكون هناك وقود للانصهار بينما توجد مياه على الكوكب.

مراجع

1. Miller، G. T. and Spoolman، S. E. (2015). العلوم البيئية ماساتشوستس: Cengage التعلم.
2. Miller، G. T. and Spoolman، S. E. (2014). أساسيات في علم البيئة. كونيتيكت: Cengage التعلم.
3. Cracolice، M. S. and Peters، E. I. (2012). الكيمياء التمهيدية: نهج التعلم النشط. كاليفورنيا: Cengage التعلم.
4. Konya، J. and Nagy، N. M. (2012). النووية والكيمياء الإشعاعية. ماساتشوستس: إلسفير.
5. تايلور ريد ، ن. (2012 ، 19 سبتمبر). ما هو الانشطار؟ في العلوم الحية. تم استرجاعه في 2 تشرين الأول (أكتوبر) 2017 ، من livescience.com.
6. الانصهار النووي. (ق / و). في مركز علوم وتكنولوجيا المعلومات النووية. تم الاسترجاع في 02 أكتوبر ، 2017 ، من Nuclearconnect.org.