دگرگونی های هسته ای مصنوعی

دگرگونی های هسته ای را می توان به صورت مصنوعی نیز انجام داد بمباران هسته های اتمی با نوترون، تابش آلفا (هسته هلیوم با بار مثبت مضاعف) یا سایر ذرات نور. برخی از تحولات هسته ای مصنوعی مهم تاریخی در زیر فهرست شده اند.

1 اولین تبدیل هسته ای مصنوعی در سال 1919 توسط ارنست رادرفورد (1937-1871) محقق شد (تصویر 1). او اتم های نیتروژن را با تابش آلفا (هسته های هلیوم با بار مثبت مضاعف) بمباران کرد. اکسیژن و پروتون تشکیل شد:

ن714 + اچ24ه→O817 + پ11

2. در سال 1932، جیمز چادویک (1891-1974)، شاگرد رادرفورد، پس از تابش بریلیم با تشعشع آلفا، کشف کرد که نوترون (تصویر 3). معادله واکنش به صورت زیر است:

ب49ه+اچ24ه→سی612+n01

3. در سال 1934، ایرنه جولیوت-کوری (1897-1956) و فردریک جولیوت-کوری (1900-1958) رادیواکتیویته مصنوعی . آنها آلومینیوم را با ذرات آلفا تابش کردند. فسفر تشکیل شد که به نوبه خود به سیلیکون و پوزیترون تجزیه شد:

آ1327ل+اچ24ه→پ1530+n01پ1530→اس1430من+ه+10

4. قرن ها توسط کیمیاگران امتحان شده است ساخت طلا انریکو فرمی (1901-1954) در سال 1934 از طریق یک تحول هسته ای موفق شد. او پلاتین را با نوترون تابش کرد و طلا گرفت:

پ78196تی+n01→پ78197تی+gپ78197تی→آ79197و+ه-10

5. همچنین ENRICO FERMI برای اولین بار با بمباران اورانیوم با نوترون عناصری با عدد اتمی بیش از 92 تولید کرد که به این عناصر گفته می شود. عناصر فرااورانی تعیین شده است.
یکی از این واکنش ها این است:

تو92238+n01→تو92239→ن93239پ+ه-10

6. در کشف شکافت هسته ای توسط OTTO HAHN
(1879-1968)، FRITZ STRASSMANN (1902-1980) و LISE MEITNER (1878-1968) در سال 1938 باریم به عنوان یک محصول شکافت شناسایی شد. اورانیوم 235 با نوترون بمباران شد. واکنش کلی این است:

تو92235+n01→تو92236→ب56144آ+ک3689درست+3⋅n01

7. همجوشی هسته ای که در داخل خورشید انجام می شود در چند مرحله صورت می گیرد: دوتریوم ابتدا از هیدروژن، هلیوم-3 از دوتریوم و هیدروژن و هلیوم-4 پایدار از هلیوم-3 تشکیل می شود. کل فرآیند طبق طرح واکنش زیر انجام می شود:

اچ11 + اچ11→D12 + ه+10D12 + اچ11→اچ23e+ g-تابش – تشعشعاچ23e+ اچ23ه →اچ24e + 2 اچ11

حدود 2700 رادیونوکلئید مصنوعی تاکنون توسط دگرگونی های هسته ای مصنوعی تولید شده است. با این حال، اینها معمولاً ناپایدار هستند و به طور خود به خود به هسته های پایدارتر تجزیه می شوند.

پوسیدگی خود به خود – شکلی از دگرگونی هسته ای

هسته های ناپایدار به طور داوطلبانه به هسته های جدید تبدیل می شوند و انرژی را به شکل تشعشعات رادیواکتیو آزاد می کنند. این شکل داوطلبانه تبدیل هسته ای به عنوان پوسیدگی خود به خودی شناخته می شود، زیرا بدون هیچ گونه تأثیر خارجی رخ می دهد.

از 91 عنصر طبیعی، حدود 300 عنصر طبیعی هستند هسته ها یا ایزوتوپ‌ها شناخته شده‌اند که حدود 50 تای آن‌ها خود به خود تجزیه می‌شوند و بنابراین رادیواکتیو هستند. سنگین ترین هسته پایدار بیسموت-209 است. تمام هسته‌های سنگین‌تر با واکنش‌های مختلف واپاشی رادیواکتیو تثبیت می‌شوند.

تمایز قائل شده است

آ-تابش – تشعشع، β-تشعشع و g-تابش – تشعشع

.

نمونه هایی از واکنش های واپاشی رادیواکتیو خود به خود

به طبیعی ها رادیونوکلئیدها شامل به عنوان مثال اورانیوم-238، رادیوم-226، پلونیوم-214، سزیم-137 یا کربن-14. در زیر چند نمونه مشخص را در نظر می گیریم.