Садржај
Атоми су темељни градивни блокови све материје. Атоми се састоје од густог, позитивно набијеног језгра које садржи протоне и неутроне. Негативно наелектрисани електрони орбитирају око језгра. Сви атоми одређеног елемента поседују исти број протона, познат као атомски број. Постоје два општа процеса по којима атом може да изгуби протоне. Пошто је елемент дефинисан бројем протона у његовим атомима, када атом изгуби протоне, он постаје другачији елемент.
Радиоактивног распада
Фотолиа.цом "> ••• радиоактивна слика ред2000 са Фотолиа.цомЈедан начин да атом изгуби протоне је путем радиоактивног распада, до којег долази када атом има нестабилно језгро. Стабилност језгра зависи од односа протона према неутронима. За мање елементе као што су угљеник и кисеоник, број протона је отприлике једнак броју неутрона, а језгра су стабилна. За теже елементе као што су уранијум и плутонијум, постоји много више неутрона него протона, а језгра тих елемената су изузетно нестабилна. У ствари, сви елементи који имају више од 83 протона су нестабилни. Три врсте радиоактивног распада су познате као алфа, бета и гама.
Алпха Децаи
Распад алфа је једини начин на који ће атом спонтано изгубити протоне. Алфа честица се састоји од два протона и два неутрона. У суштини је језгро хелијум-атома. Након што атом прође кроз алфа емисију, он има два мање протона и постаје атом различитог елемента. Један од таквих процеса је када атом Уранијума-238 избаци алфа честице, а резултирајући атом је тада Торијум-234. Распад алфа ће се наставити све док се не појави атом са стабилним језгром. Алфа честице су релативно велике и брзо се апсорбују. Због тога не путују далеко кроз ваздух и нису тако опасни као остале врсте радиоактивног распада.
Нуклеарна фисија
Други процес којим атом може да изгуби протоне познат је као нуклеарна фисија. Код нуклеарне фисије уређај се користи за убрзавање неутрона према језгру атома. Судар неутрона са атомом узрокује да се језгро атома распада на фрагменте. Сваки фрагмент је отприлике половина масе оригиналног атома.
Када се то зброји, зброј фрагментарних маса није једнак маси изворног атома. То је зато што се неколико неутрона обично емитује као фрагменти атома, а део масе се претвара у енергију. У ствари, мала количина материје ствара огромну количину енергије.
Примене фисије
Уобичајена примена нуклеарне фисије је у производњи нуклеарне енергије. У нуклеарној електрани енергија из фисије се користи за загревање воде, која ствара пару за окретање турбине и производњу електричне енергије. Отприлике 20 посто електричне енергије у Сједињеним Државама долази из нуклеарних електрана.
Друга примјена нуклеарне фисије је у прављењу нуклеарног оружја. У нуклеарном оружју, активирајућа направа користи се за покретање фисије. Једна фрагментација доводи до друге, што резултира ланчаном реакцијом која ослобађа огромну количину деструктивне енергије.
Разматрања
Једина два начина на које атоми губе протоне је путем радиоактивног распада и нуклеарне фисије. Оба процеса ће се одвијати само у атомима који имају нестабилна језгра. Добро је познато да се радиоактивно јавља природно и спонтано. Према Ј. Марвин Херндону, такође постоје докази који указују на то да се нуклеарна фисија природно одвија у плашту и језгри Земље, а не само у уређајима направљеним од човека попут нуклеарних бомби или реактора електрана.