Ključna razlika med radioaktivnostjo in transmutacijo je v tem, da se radioaktivnost nanaša na naravno transmutacijo, medtem ko se transmutacija nanaša na spremembo enega kemičnega elementa v drugega z naravnimi ali umetnimi sredstvi.
Tako radioaktivnost kot transmutacija sta kemična procesa, ki vključujeta spremembo atomskih jeder, da iz obstoječega kemičnega elementa nastane nov kemični element. Radioaktivnost je vrsta transmutacijskega procesa.
Kaj je radioaktivnost?
Radioaktivnost je anorganski proces spontane jedrske transformacije, ki povzroči nastanek novih elementov. To pomeni, da je radioaktivnost sposobnost snovi, da sprošča sevanje. V naravi najdemo veliko različnih radioaktivnih elementov, nekateri pa so tudi sintetični. Običajno je jedro normalnega (neradioaktivnega) atoma stabilno. V jedrih radioaktivnih elementov je neravnovesje med nevtroni in protoni, zaradi česar so nestabilna. Zato ta jedra težijo k oddajanju delcev, da bi postala stabilna, in ta proces se imenuje radioaktivni razpad.
Običajno ima radioaktivni element stopnjo razpada: razpolovno dobo. Razpolovna doba radioaktivnega elementa opisuje čas, ki ga radioaktivni element potrebuje, da se zmanjša na polovico svoje prvotne količine. Posledične transformacije vključujejo emisijo delcev alfa, emisijo delcev beta in zajem orbitalnih elektronov. Alfa delci, ki se oddajajo iz jedra atoma, ko je razmerje med nevtroni in protoni prenizko. Na primer, Th-228 je radioaktivni element, ki lahko oddaja alfa delce z različnimi energijami. Pri emisiji beta delcev se nevtron znotraj jedra pretvori v proton z oddajanjem beta delca. P-32, H-3, C-14 so čisti sevalci beta. Radioaktivnost se meri z enotami Becquerel ali Curie.
Ko se radioaktivnost dogaja v naravi, ji pravimo naravna radioaktivnost. Uran je najtežji naravni element (atomsko število 92). Vendar pa je ta nestabilna jedra mogoče izdelati v laboratorijih z obstreljevanjem s počasnimi nevtroni. Temu lahko rečemo umetna radioaktivnost. Čeprav obstajajo radioaktivni izotopi torija in urana, umetna radioaktivnost pomeni, da ustvarjamo vrsto transuranovih elementov, ki so sposobni radioaktivnosti.
Kaj je transmutacija?
Transmutacija je kemijski proces spreminjanja strukture atomov v atomskem jedru, ki vodi do pretvorbe kemijskega elementa v drug kemijski element. Obstajata dve vrsti transmutacije, in sicer naravna in umetna transmutacija.
Naravna transmutacija je jedrska transmutacija, ki se zgodi naravno. V tem procesu se spremeni število protonov ali nevtronov v atomskih jedrih, kar povzroči spremembo kemijskega elementa. Ta vrsta naravne transmutacije se pojavi v jedru zvezd; imenujemo jo zvezdna nukleosinteza (v jedru zvezd reakcije jedrske fuzije ustvarjajo nove kemične elemente). V večini zvezd te fuzijske reakcije potekajo z vodikom in helijem. Vendar pa so lahko velike zvezde podvržene kemičnim fuzijskim reakcijam s pomočjo težkih elementov, kot je železo.
Slika 01: Zvezdna nukleosinteza
Umetna transmutacija je vrsta transmutacije, ki jo lahko izvajamo kot umetni proces. Ta vrsta transmutacij se zgodi z bombardiranjem atomskega jedra z drugim delcem. Ta reakcija lahko pretvori določen kemični element v drug kemični element. Prva eksperimentalna reakcija za to reakcijo je bilo obstreljevanje dušikovega atoma z alfa delcem, da je nastal kisik. Običajno novonastali kemični element kaže radioaktivnost. Te elemente imenujemo sledilni elementi. Najpogostejši delci, ki se uporabljajo za obstreljevanje, so delci alfa in devteron.
Kakšna je razlika med radioaktivnostjo in transmutacijo?
Tako radioaktivnost kot transmutacija sta kemična procesa, ki vključujeta spremembo atomskih jeder, da iz obstoječega kemičnega elementa nastane nov kemični element. Ključna razlika med radioaktivnostjo in transmutacijo je v tem, da se radioaktivnost nanaša na naravno transmutacijo, medtem ko se transmutacija nanaša na spremembo enega kemičnega elementa v drugega z naravnimi ali umetnimi sredstvi.
Spodnja infografika povzema razliko med radioaktivnostjo in transmutacijo.
Povzetek – Radioaktivnost proti transmutaciji
Tako radioaktivnost kot transmutacija sta kemična procesa, ki vključujeta spremembo atomskih jeder, da iz obstoječega kemičnega elementa nastane nov kemični element. Ključna razlika med radioaktivnostjo in transmutacijo je v tem, da se radioaktivnost nanaša na naravno transmutacijo, medtem ko se transmutacija nanaša na spremembo enega kemičnega elementa v drugega z naravnimi ali umetnimi sredstvi.
