WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica

2021-10-23T21:07:24Z

Bot: Automatski unos stranica

Nova stranica

[[datoteka:Sun in X-Ray.png|mini|desno|300px|[[Sunce]] je prirodni [[Energija nuklearne fuzije|fuzijski reaktor]] i transmutira (pretvara) lagane kemijske elemente ([[vodik]]) u teže elemente ([[helij]]).]]

[[datoteka:Li6-D Reaction.svg|mini|desno|300px|[[Nuklearna reakcija]] u kojoj [[deuterij]] bombardira [[litij]]-6 (<sup>6</sup>Li), a nastaju dvije [[alfa-čestica|alfa-čestice]] ([[proton]]i su prestavljeni crvenim kuglicama, a [[neutron]]i plavim kuglicama).]]

[[datoteka:AirShower.svg|300px|desno|mini|[[Kozmičke zrake]] stvaraju '''pljusak elementarnih čestica''' koje nastaju kao rezultat [[spalacija|spalacije]].]]

'''Transmutacija''' ([[Latinski jezik|lat]]. ''transmutatio'': promjena, preinaka, preobrazba, pretvorba), u [[kemija|kemiji]] i [[fizika|fizici]], je pretvorba jednoga [[Kemijski element|kemijskog elementa]] (odnosno njegova [[izotop]]a) u drugi u [[Nuklearna reakcija|nuklearnim reakcijama]]. Prirodna transmutacija događa se pri spontanom raspadu [[radioaktivnost|radioaktivnih elemenata]], a umjetna transmutacija postiže se djelovanjem [[Subatomska čestica|subatomskih čestica]] dovoljno visokih [[energija]] na [[atomska jezgra|atomske jezgre]] kemijskih elemenata, tako da se mijenja njihova nuklearna struktura ([[akcelerator čestica]]; [[nuklearni reaktor]]). Nuklearnim [[pokus]]ima, uz visoke troškove, provedena je transmutacija [[Olovo (element)|olova]] u [[zlato]], čime je ostvaren davni san [[Alkemija|alkemičara]]. Osim u proizvodnji radioaktivnih izotopa, primjena transmutacije očekuje se i u uklanjanju opasnih [[transuranijski elementi|transuranijskih elemenata]] iz istrošenoga [[Nuklearno gorivo|nuklearnoga goriva]]. <ref> '''transmutacija''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=62049] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.</ref>

== Objašnjenje ==
[[Radioaktivnost]] je dokazala da se mijenjanjem sastava [[atomska jezgra|atomske jezgre]] transmutira, to jest pretvara jedan [[kemijski element]] u drugi, i da se pri tom [[nuklearna energija]] oslobađa u obliku [[toplina|topline]]. Osim toga čestice koje izlijeću iz atomskih jezgara radioaktivnih tvari posjeduju golemu [[energija|energiju]], o čemu se može suditi po njihovoj [[brzina|brzini]].

Pitanje je što se može ako [[alfa-čestica]] upadne u atomsku jezgru neke tvari? Kod toga se može poremetiti ravnoteža čestica u jezgri, pa se atomska jezgra može raspasti. Takav pokus, to jest promjenu jezgre umjetnim putem ili nuklearnu reakciju prvi je učinio 1919. znameniti fizičar [[Ernest Rutherford|E. Rutherford]] u Cambridgeu, kad je izvršio bombardiranje [[dušik]]a alfa-čestica, to jest podvrgnuo dušik djelovanju alfa-zraka iz [[radij]]a. Alfa-čestice su odbijene ako nisu direktno usmjerene na jezgru atoma dušika. Kod direktnog pogotka se ustanovilo da alfa-čestica ulazi u jezgru dušika gdje ostaje apsorbirana, a jezgra dušika se raspada na jezgru atoma vodika i jezgru rijetkog izotopa kisika s [[atomska masa|atomskom masom]] 17. Ovakva jezgrena reakcija prikazuje se nuklearnom jednadžbom:

:<math> \mathrm{_7^{14}N + _2^4He \rightarrow _8^{18}O + _1^1H}</math>

Kod svih jezgrenih ili nuklearnih reakcija vrijedi zakon [[Relativna atomska masa|atomskih masa]] i zakon [[električni naboj|električnih naboja]], to jest suma atomskih masa prije nuklearne reakcije jednaka je sumi atomskih masa poslije nuklearne reakcije. To isto vrijedi i za električne naboje. Kod spomenute nuklearne reakcije za atomske mase je 14 + 4 = 17 + 1, a za električne naboje je 7 + 2 = 8 + 1.

Rutherfordovo otkriće nije u ono vrijeme imalo nikakve praktične vrijednosti za [[tehnika|tehniku]]. To je bio samo [[laboratorij]]ski [[pokus]] kojim se uspjelo ući u najskrovitiju tajnu prirode. Nakon dvanaest daljnjih godina neprekidnog istraživanja uspjeli su 1931. učenici Rutherforda [[John Cockcroft|J. Cockroft]] i [[Ernest Walton|E. Walton]] izvršiti transmutaciju [[litij]]a pomoću [[proton]]a u [[helij]]. Kod toga je bila najznačajnija pojava velike količine topline koja se nije pojavila kod Rutherfordove transmutacije. Mjerenja su pokazala da bi 1 [[gram]] litija pri potpunoj transmutaciji dao toplinsku energiju kao 800 [[kilogram]]a [[ugljen]]a. <ref> Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>

== Nuklearna reakcija ==
{{Glavni|Nuklearna reakcija}}

'''Nuklearna reakcija''' je proces kod kojeg dolazi do vanjskog utjecaja na [[Atomska jezgra|atomsku jezgru]], koji izaziva njezinu pretvorbu. To može biti međudjelovanje dva [[nuklid]]a, nuklida i [[nukleon]]a ili nuklida i [[Gama-čestica|gama-zraka]]. U nuklearnim reakcijama može nastati nekoliko novih materijalnih čestica ili [[Gama-čestica|gama-zraka]]. Uz iste početne uvjete, nuklearna reakcija se može odvijati na više dopuštenih načina. Proces se odvija prema zakonima [[kvantna fizika|kvantne fizike]], a u nekim slučajevima vrijede i zakoni [[Klasična mehanika|klasične fizike]], uz uvjete određene [[Zakon očuvanja energije|zakonima očuvanja energije]], [[Električni naboj|električnog naboja]], [[Količina gibanja|količine gibanja]] (zaleta) i [[Kutna količina gibanja|kutne količine gibanja]] (zamaha), kao i nekih drugih dodatnih kvantnih brojeva. <ref> [http://www.nek.si/hr/o_nuklearnoj_tehnologiji/nuklearno_gorivo/od_rude_do_zutog_kolaca/] '''Od rude do žutog kolača''', Nuklearna elektrana Krško, 2011.</ref>

Da bi se dogodila nuklearna reakcija, [[nukleon]]i upadne čestice, moraju međudjelovati s [[neutron]]ima u jezgri mete. [[Energija]] upadne [[Elementarna čestica|čestice]] mora biti dovoljno velika kako bi se svladalo [[Coulombov zakon|elektromagnetsko odbijanje]] [[proton]]a. Takva se “barijera” naziva [[Coulombova barijera|Coulombovom barijerom]]. Ako je energija premala, tada će se nukleoni samo međusobno otkloniti od upadnih putanja. U prvim se eksperimentima [[Ernest Rutherford|Ernesta Rutherforda]] upravo događalo samo skretanje [[alfa-čestica]].

== Spalacija ==
{{Glavni|Spalacija}}

'''Spalacija''' ([[Engleski jezik|engl]]. ''spallation'': rasprskavanje) je [[nuklearna reakcija]] pri kojoj [[atomska jezgra]] izbacuje nekoliko lakih čestica (fragmenata), obično [[neutron]]a. Najčešće se zbiva nakon [[nuklearna fisija|nuklearne fisije]], jer jezgre koje nastaju kao proizvodi (produkti) fisije imaju prevelik broj neutrona, što ih čini nestabilnima. Spalacija se tumači teorijom složene jezgre. <ref> '''spalacija''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=57325] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2014.</ref>

Današnja [[Nuklearna energija|nuklearna]] [[astrofizika]] s velikom pouzdanošću prihvaća da su za nastanak većine [[nuklid]]a na Zemlji odgovorne [[kozmičke zrake]]. Način njihovog nastanka su reakcije spalacije ili rasprskavanja. Čestice kozmičkog zračenja (najčešće [[proton]] ili [[alfa-čestica]]) vrlo velike energije pogađaju manje - više nepokretne (stacionarne) jezgre (u međuzvjezdanom materijalu, ali i u [[atmosfera|atmosferi]] zvijezda i planeta), koja se udarca doslovce rasprsne. Pri tom se izbaci više (pa i desetak) nukleona, a od početne jezgre-mete preostaje najčešće samo jedan veći komad. Kod reakcija rasprskavanja jezgre [[ugljik]]a-12, dušika-14 i kisika-16 (a to su najzastupljenije jezgre s [[Atomski broj|atomskim brojem]] većim od 4 u svemiru) skoro je uvijek komad koji preostaje nakon reakcija neki od [[izotop]]a [[litij]]a, [[berilij]]a i [[Bor (element)|bora]]! <ref> '''Nuklearna astrofizika''', [http://www.phy.pmf.unizg.hr/~matkom/nuas/nuas_skr_01.pdf], Matko Milin, Fizički odsjek Prirodoslovno-matematički fakultet Sveučilišta u Zagrebu, www.phy.pmf.unizg.hr, 2011.</ref>

== Izvori ==
{{izvori}}

[[Kategorija:Nuklearna fizika]]
[[Kategorija:Nuklearna kemija]]

Transmutacija - Povijest promjena

WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica