Apakah Perubahan Nuklear?

A perubahan nuklear adalah proses di mana nukleus sesetengah isotop berubah secara spontan atau terpaksa beralih ke dua atau lebih isotop berbeza.

Tiga jenis utama perubahan bahan nuklear adalah kerosakan radioaktif semulajadi, pembelahan nuklear dan gabungan nuklear.

Sebagai tambahan kepada nuklear, dua lagi perubahan perkara adalah fizikal dan kimia. Yang pertama tidak membayangkan perubahan dalam komposisi kimianya. Sekiranya anda memotong sekeping aluminium, ia masih kerajang aluminium.

Apabila perubahan kimia berlaku, komposisi kimia bahan-bahan yang terlibat juga berubah. Sebagai contoh, pembakaran arang batu digabungkan dengan oksigen, membentuk karbon dioksida (CO2).

Perubahan nuklear dan jenis utamanya

Kerosakan radioaktif semulajadi

Apabila radioisotop memancarkan zarah alfa atau beta, transmutasi elemen berlaku, iaitu, perubahan dari satu elemen ke elemen yang lain.

Oleh itu, isotop yang terhasil mempunyai bilangan proton yang berlainan daripada isotop asal. Kemudian perubahan nuklear berlaku. Bahan asal (isotop) telah musnah, membentuk bahan baru (isotop).

Dalam erti kata ini, isotop radioaktif semulajadi telah wujud sejak pembentukan Bumi dan dihasilkan secara berterusan oleh tindak balas nuklear sinar kosmik dengan atom di atmosfera. Reaksi nuklear ini menimbulkan unsur-unsur alam semesta.

Jenis reaksi ini menghasilkan isotop yang stabil dan radioaktif, yang kebanyakannya mempunyai separuh hayat beberapa bilion tahun.

Sekarang, isotop-isotop radioaktif ini tidak dapat dibentuk di bawah ciri-ciri semulajadi planet Bumi.  

Akibat kerosakan radioaktif, kuantiti dan radioaktifnya semakin berkurang. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh separuh hayat yang panjang ini, radioaktiviti telah menjadi penting setakat ini.

Perubahan nuklear melalui pembelahan

Nukleus pusat atom mengandungi proton dan neutron. Dalam pembelahan, nukleus ini dibahagikan, sama ada melalui kerosakan radioaktif atau kerana ia dibombardir oleh zarah-zarah subatom lain yang dikenali sebagai neutrino.

Kepingan yang terhasil mempunyai gabungan jisim kurang daripada teras asal. Jisim yang hilang ini menjadi tenaga nuklear. 

Dengan cara ini, reaksi terkawal dijalankan di loji tenaga nuklear untuk melepaskan tenaga. Pembelahan terkawal berlaku apabila neutrino sangat ringan bom nukleus atom.

Ia pecah, menghasilkan dua teras yang lebih kecil dengan saiz yang sama. Kemusnahan membebaskan sejumlah besar tenaga - sehingga 200 kali neutron yang memulakan prosedur.

Dengan sendirinya, perubahan nuklear seperti ini mempunyai potensi besar sebagai sumber tenaga. Bagaimanapun, ia merupakan punca kebimbangan, terutama yang berkaitan dengan keselamatan dan alam sekitar.

Perubahan nuklear dengan gabungan

Fusion adalah proses di mana Matahari dan bintang-bintang lain menghasilkan cahaya dan panas. Dalam proses nuklear ini, tenaga dihasilkan oleh pemecahan atom cahaya. Ia adalah tindak balas yang bertentangan dengan pembelahan, di mana isotop berat dibahagikan.

Di Bumi, gabungan nuklear lebih mudah dicapai dengan menggabungkan dua isotop hidrogen: deuterium dan tritium.

Hidrogen, dibentuk oleh proton tunggal dan elektron, adalah yang paling ringan dari semua elemen. Deuterium, yang sering dipanggil "air berat", mempunyai neutron tambahan di terasnya.

Untuk bahagiannya, tritium mempunyai dua neutron tambahan dan, oleh itu, adalah tiga kali lebih berat daripada hidrogen.

Nasib baik, deuterium terdapat dalam air laut. Ini bermakna akan ada bahan api untuk perpaduan semasa terdapat air di planet ini.

Rujukan

1. Miller, G. T. dan Spoolman, S. E. (2015). Sains Alam Sekitar Massachusetts: Pembelajaran Cengage.
2. Miller, G. T. dan Spoolman, S. E. (2014). Keperluan dalam Ekologi. Connecticut: Pembelajaran Cengage.
3. Cracolice, M. S. dan Peters, E. I. (2012). Kimia Pengenalan: Pendekatan Pembelajaran Aktif. California: Pembelajaran Cengage.
4. Konya, J. dan Nagy, N. M. (2012). Nuklear dan Radiokimia. Massachusetts: Elsevier.
5. Taylor Redd, N. (2012, 19 September). Apakah pembelahan? Dalam Sains Hidup. Diperoleh pada 2 Oktober 2017, dari livescience.com.
6. Fusion Nuklear. (s / f). Di Pusat Maklumat Sains dan Teknologi Nuklear. Diperoleh pada 2 Oktober 2017, dari nuclearconnect.org.