核の変化は、特定の同位体の核が自発的に変更または二つ以上の異なる同位体に変化するように強制されるプロセスです。
物質の核変化の3つの主なタイプは、自然放射性崩壊、核分裂、および核融合です。
核に加えて、物質の他の2つの変化は物理的および化学的です。最初のものは、その化学組成の変化を意味するものではありません。アルミホイルをカットしても、やはりアルミホイルです。
化学変化が発生すると、関係する物質の化学組成も変化します。たとえば、石炭の燃焼は酸素と結合し、二酸化炭素(CO2)を形成します。
核の変化とその主な種類
放射性自然崩壊
放射性同位元素がアルファまたはベータ粒子を放出するとき、元素の核変換、つまり、ある元素から別の元素への変化があります。
したがって、結果として得られる同位体は、元の同位体とは異なる数の陽子を持っています。その後、核の変化が起こります。元の物質(同位体)が破壊され、新しい物質(同位体)が形成されました。
この意味で、自然の放射性同位元素は地球の形成以来存在しており、大気中の原子と宇宙線の核反応によって継続的に生成されます。これらの核反応は宇宙の要素を生み出します。
これらのタイプの反応は安定した放射性同位元素を生成し、その多くは数十億年の半減期を持っています。
しかし、これらの放射性同位元素は、惑星地球に特有の自然条件下では形成できません。
放射能崩壊の結果、その量と放射能は徐々に減少しています。しかしながら、これらの長い半減期のために、その放射能はこれまでに重要でした。
核分裂による核変化
原子の中心核には陽子と中性子が含まれています。核分裂では、この核は、放射性崩壊によって、またはニュートリノとして知られている他の素粒子によって衝突されたために分裂します。
結果として得られるピースは、元のコアよりも総質量が少なくなります。この失われた質量は核エネルギーに変換されます。
このようにして、原子力発電所は制御された反応を実行してエネルギーを放出します。制御された核分裂は、非常に軽いニュートリノが原子核に衝突するときに発生します。
これは壊れ、2つの小さい、同じサイズの核が作成されます。破壊によりかなりの量のエネルギーが放出されます-手順を開始した中性子の最大200倍。
この種の核の変化は、それ自体、エネルギー源として大きな可能性を秘めています。しかし、それは複数の懸念、特に安全と環境に関連する懸念の原因です。
核融合による核変化
核融合は太陽と他の星が光と熱を発生させるプロセスです。この核プロセスでは、エネルギーは光の原子の分解によって生成されます。これは、重い同位体が分裂する核分裂とは逆の反応です。
地球上では、核融合は2つの水素同位体、つまり重水素とトリチウムを組み合わせることで簡単に実現できます。
単一の陽子と電子で構成される水素は、すべての元素の中で最も軽いです。重水は、しばしば「重水」と呼ばれ、その中心に余分な中性子を持っています。
トリチウムには2つの中性子が追加されているため、水素より3倍重い。
幸い、重水素は海水に含まれています。これは、惑星に水がある限り、核融合のための燃料が存在することを意味します。
参考文献
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