Kas ir kodolenerģija?

A kodolenerģijas maiņa ir process, kurā dažu izotopu kodoli spontāni mainās vai ir spiesti pāriet uz diviem vai vairākiem dažādiem izotopiem.

Trīs galvenie kodolenerģijas maiņas veidi ir dabiskais radioaktīvais sabrukums, kodola skaldīšana un kodolsintēze.

Papildus kodolenerģijai, pārējās divas vielas izmaiņas ir fizikālās un ķīmiskās. Pirmais nenozīmē nekādas izmaiņas tās ķīmiskajā sastāvā. Ja esat izgriezis alumīnija foliju, tas joprojām ir alumīnija folija.

Ja notiek ķīmiskas izmaiņas, mainās arī ķīmisko vielu sastāvs. Piemēram, ogļu dedzināšana tiek apvienota ar skābekli, veidojot oglekļa dioksīdu (CO2)..

Kodolenerģijas maiņa un tās galvenie veidi

Dabiskais radioaktīvais bojājums

Ja radioizotops izstaro alfa vai beta daļiņas, notiek elementa transmutācija, tas ir, izmaiņas no viena elementa uz citu.

Tādējādi iegūtam izotopam ir atšķirīgs protonu skaits nekā sākotnējā izotopā. Tad notiek kodolenerģijas maiņa. Sākotnējā viela (izotops) ir iznīcināta, veidojot jaunu vielu (izotopu)..

Šajā ziņā dabiskie radioaktīvie izotopi ir bijuši kopš Zemes veidošanās, un tos nepārtraukti ražo kosmisko staru kodolreakcijas ar atomiem atmosfērā. Šīs kodolreakcijas izraisa Visuma elementus.

Šāda veida reakcijas rada stabilus un radioaktīvus izotopus, no kuriem daudzi ir vairāku miljardu gadu.

Tagad šos radioaktīvos izotopus nevar veidot uz Zemes raksturīgiem dabiskiem apstākļiem.  

Radioaktīvās sabrukšanas rezultātā tā daudzums un radioaktivitāte pakāpeniski samazinās. Tomēr šo garo pusperiodu dēļ tās radioaktivitāte līdz šim ir bijusi nozīmīga.

Kodolieroču izmaiņas, ko izraisa sadalīšanās

Atoma centrālais kodols satur protonus un neitronus. Asins sadalīšanās gadījumā šis kodols ir sadalīts vai nu ar radioaktīvo sabrukumu, vai arī tāpēc, ka to kodē citas subatomiskās daļiņas, ko sauc par neitrīniem..

Iegūtie gabali ir mazāk masā, salīdzinot ar sākotnējo kodolu. Šī zaudētā masa kļūst par kodolenerģiju. 

Tādējādi kodolspēkstacijās tiek veiktas kontrolētas reakcijas, lai atbrīvotu enerģiju. Kontrolējamā sadalīšanās notiek, kad ļoti viegls neitrīno bumbu atoma kodols.

Tas saplīst, radot divus mazākus līdzīga izmēra serdes. Iznīcināšana atbrīvo ievērojamu enerģijas daudzumu - līdz pat 200 reižu lielāka par neitronu, kas uzsāka procedūru.

Šāda veida kodolenerģijas maiņa pati par sevi ir liels enerģijas avots. Tomēr tas ir vairāku problēmu avots, jo īpaši tas, kas saistīts ar drošību un vidi.

Kodolsintēze, ko veic kodolsintēze

Kodolsintēze ir process, kurā Saule un citas zvaigznes rada gaismu un siltumu. Šajā kodolenerģētikas procesā enerģiju rada vieglo atomu sadalīšana. Tā ir pretēja reakcija uz šķelšanos, kurā ir sadalīti smagi izotopi.

Uz Zemes kodolsintēze ir vieglāk sasniedzama, apvienojot divus ūdeņraža izotopus: deitēriju un tritiju.

Ūdeņradis, ko veido viens protons un elektrons, ir vieglākais no visiem elementiem. Deitērijam, ko bieži sauc par "smago ūdeni", ir papildu neitrons.

Savukārt tritijs satur vēl divus neitronus, un tādēļ ir trīs reizes smagāks par ūdeņradi.

Par laimi, jūras ūdenī ir atrodams deitērijs. Tas nozīmē, ka būs kodolsintēzes degviela, kamēr uz planētas būs ūdens.

Atsauces

1. Millers, G. T. un Spoolmans, S.E. (2015). Vides zinātne Massachusetts: Cengage Learning.
2. Millers, G. T. un Spoolmans, S.E. (2014). Ekoloģijas pamati. Konektikuta: Cengage Learning.
3. Cracolice, M. S. un Peters, E. I. (2012). Ievada ķīmija: aktīva mācīšanās pieeja. Kalifornija: Cengage Learning.
4. Konya, J. un Nagy, N. M. (2012). Kodolenerģija un radioloģija. Massachusetts: Elsevier.
5. Taylor Redd, N. (2012, 19. septembris). Kas ir šķelšanās? Live zinātnē. Ielādēts 2017. gada 2. oktobrī no lifecience.com.
6. Kodolsintēze. (s / f). Kodolzinātņu un tehnoloģiju informācijas centrā. Saturs saņemts 2017. gada 2. oktobrī no nuclefonnect.org.