UN cambiamento nucleare è il processo mediante il quale i nuclei di alcuni isotopi cambiano spontaneamente o sono costretti a trasformarsi in due o più isotopi diversi. I tre tipi principali di cambiamento nucleare nella materia sono il decadimento radioattivo naturale, la fissione nucleare e la fusione nucleare..
Oltre al nucleare, gli altri due cambiamenti nella materia sono fisici e chimici. Il primo non implica alcun cambiamento nella sua composizione chimica. Se tagli un foglio di alluminio, è sempre un foglio di alluminio.
Quando si verifica un cambiamento chimico, cambia anche la composizione chimica delle sostanze coinvolte. Ad esempio, la combustione del carbone si combina con l'ossigeno, formando anidride carbonica (CODue).
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Quando un radioisotopo emette particelle alfa o beta, c'è una trasmutazione di un elemento, cioè un cambiamento da un elemento all'altro.
Pertanto, l'isotopo risultante ha un numero di protoni diverso rispetto all'isotopo originale. Quindi si verifica un cambiamento nucleare. La sostanza originale (isotopo) è stata distrutta, formando una nuova sostanza (isotopo).
In questo senso, gli isotopi radioattivi naturali sono stati presenti sin dalla formazione della Terra e sono continuamente prodotti dalle reazioni nucleari dei raggi cosmici con gli atomi nell'atmosfera. Queste reazioni nucleari danno origine agli elementi dell'universo.
Questi tipi di reazioni producono isotopi radioattivi stabili, molti dei quali hanno un'emivita di diversi miliardi di anni..
Tuttavia, questi isotopi radioattivi non possono essere formati in condizioni naturali caratteristiche del pianeta Terra..
Come risultato del decadimento radioattivo, la sua quantità e radioattività sono diminuite gradualmente. Tuttavia, a causa di queste lunghe emivite, la sua radioattività è stata finora significativa..
Il nucleo centrale di un atomo contiene protoni e neutroni. Nella fissione, questo nucleo si divide, o per decadimento radioattivo o perché è bombardato da altre particelle subatomiche note come neutrini..
I pezzi risultanti hanno una massa combinata inferiore rispetto al nucleo originale. Questa massa persa viene convertita in energia nucleare.
In questo modo, le centrali nucleari eseguono reazioni controllate per rilasciare energia. La fissione controllata si verifica quando un neutrino molto leggero bombarda il nucleo di un atomo.
Questo si rompe, creando due nuclei più piccoli e di dimensioni simili. La distruzione rilascia una quantità significativa di energia, fino a 200 volte quella del neutrone che ha avviato la procedura..
Di per sé, questo tipo di cambiamento nucleare ha un grande potenziale come fonte di energia. Tuttavia, è fonte di molteplici preoccupazioni, soprattutto quelle relative alla sicurezza e all'ambiente..
La fusione è il processo mediante il quale il Sole e le altre stelle generano luce e calore. In questo processo nucleare, l'energia è prodotta dalla scomposizione degli atomi di luce. È la reazione opposta alla fissione, dove gli isotopi pesanti si dividono.
Sulla Terra, la fusione nucleare è più facile da ottenere combinando due isotopi dell'idrogeno: deuterio e trizio..
L'idrogeno, composto da un singolo protone e un elettrone, è il più leggero di tutti gli elementi. Il deuterio, spesso chiamato "acqua pesante", ha un neutrone in più nel suo nucleo..
Da parte sua, il trizio ha due neutroni aggiuntivi e, quindi, è tre volte più pesante dell'idrogeno.
Fortunatamente, il deuterio si trova nell'acqua di mare. Ciò significa che ci sarà carburante per la fusione finché ci sarà acqua sul pianeta..
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