Transmutacija

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži
Nuklearna reakcija u kojoj deuterij bombardira litij-6 (6Li), a nastaju dvije alfa-čestice (protoni su prestavljeni crvenim kuglicama, a neutroni plavim kuglicama)
Kozmičke zrake stvaraju pljusak elementarnih čestica koje nastaju kao rezultat spalacije.

Transmutacija (lat. transmutatio: promjena, preinaka, preobrazba, pretvorba), u kemiji i fizici, je pretvorba jednoga kemijskog elementa (odnosno njegova izotopa) u drugi u nuklearnim reakcijama. Prirodna transmutacija događa se pri spontanom raspadu radioaktivnih elemenata, a umjetna transmutacija postiže se djelovanjem subatomskih čestica dovoljno visokih energija na atomske jezgre kemijskih elemenata, tako da se mijenja njihova nuklearna struktura (akcelerator čestica; nuklearni reaktor). Nuklearnim pokusima, uz visoke troškove, provedena je transmutacija olova u zlato, čime je ostvaren davni san alkemičara. Osim u proizvodnji radioaktivnih izotopa, primjena transmutacije očekuje se i u uklanjanju opasnih transuranijskih elemenata iz istrošenoga nuklearnoga goriva. [1]

Nuklearna reakcija[uredi VE | uredi]

Vista-xmag.pngPodrobniji članak o temi: Nuklearna reakcija

Nuklearna reakcija je proces kod kojeg dolazi do vanjskog utjecaja na atomsku jezgru, koji izaziva njezinu pretvorbu. To može biti međudjelovanje dva nuklida, nuklida i nukleona ili nuklida i gama-zraka. U nuklearnim reakcijama može nastati nekoliko novih materijalnih čestica ili gama-zraka. Uz iste početne uvjete, nuklearna reakcija se može odvijati na više dopuštenih načina. Proces se odvija prema zakonima kvantne fizike, a u nekim slučajevima vrijede i zakoni klasične fizike, uz uvjete određene zakonima očuvanja energije, električnog naboja, količine gibanja (zaleta) i kutne količine gibanja (zamaha), kao i nekih drugih dodatnih kvantnih brojeva. [2]

Da bi se dogodila nuklearna reakcija, nukleoni upadne čestice, moraju međudjelovati s neutronima u jezgri mete. Energija upadne čestice mora biti dovoljno velika kako bi se svladalo elektromagnetsko odbijanje protona. Takva se “barijera” naziva Coulombovom barijerom. Ako je energija premala, tada će se nukleoni samo međusobno otkloniti od upadnih putanja. U prvim se eksperimentima Ernesta Rutherforda upravo događalo samo skretanje alfa-čestica.

Spalacija[uredi VE | uredi]

Vista-xmag.pngPodrobniji članak o temi: Spalacija

Spalacija (engl. spallation: rasprskavanje) je nuklearna reakcija pri kojoj atomska jezgra izbacuje nekoliko lakih čestica (fragmenata), obično neutrona. Najčešće se zbiva nakon nuklearne fisije, jer jezgre koje nastaju kao proizvodi (produkti) fisije imaju prevelik broj neutrona, što ih čini nestabilnima. Spalacija se tumači teorijom složene jezgre. [3]

Današnja nuklearna astrofizika s velikom pouzdanošću prihvaća da su za nastanak većine nuklida na Zemlji odgovorne kozmičke zrake. Način njihovog nastanka su reakcije spalacije ili rasprskavanja. Čestice kozmičkog zračenja (najčešće proton ili alfa-čestica) vrlo velike energije pogađaju manje - više nepokretne (stacionarne) jezgre (u međuzvjezdanom materijalu, ali i u atmosferi zvijezda i planeta), koja se udarca doslovce rasprsne. Pri tom se izbaci više (pa i desetak) nukleona, a od početne jezgre-mete preostaje najčešće samo jedan veći komad. Kod reakcija rasprskavanja jezgre ugljika-12, dušika-14 i kisika-16 (a to su najzastupljenije jezgre s atomskim brojem većim od 4 u svemiru) skoro je uvijek komad koji preostaje nakon reakcija neki od izotopa litija, berilija i bora! [4]

Izvori[uredi VE | uredi]

  1. transmutacija, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.
  2. [2] Od rude do žutog kolača, Nuklearna elektrana Krško, 2011.
  3. spalacija, [3] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2014.
  4. Nuklearna astrofizika, [4], Matko Milin, Fizički odsjek Prirodoslovno-matematički fakultet Sveučilišta u Zagrebu, www.phy.pmf.unizg.hr, 2011.