Nøgleforskellen mellem radioaktivitet og transmutation er, at radioaktivitet refererer til naturlig transmutation, hvorimod transmutation refererer til ændringen af et kemisk grundstof til et andet via enten naturlige eller kunstige midler.
Både radioaktivitet og transmutation er kemiske processer, der involverer ændring af atomkerner for at danne et nyt kemisk grundstof fra et eksisterende kemisk grundstof. Radioaktivitet er en form for transmutationsproces.
Hvad er radioaktivitet?
Radioaktivitet er en uorganisk proces med spontan nuklear transformation, der resulterer i dannelsen af nye grundstoffer. Det betyder, at radioaktivitet er et stofs evne til at frigive stråling. Vi kan finde mange forskellige radioaktive grundstoffer i naturen, og nogle er også syntetiske. Typisk er kernen i et norm alt (ikke-radioaktivt) atom stabilt. I radioaktive grundstoffers kerner er der en ubalance mellem neutroner og protoner, hvilket gør dem ustabile. Derfor har disse kerner en tendens til at udsende partikler for at blive stabile, og denne proces kaldes det radioaktive henfald.
Sædvanligvis har et radioaktivt grundstof en henfaldshastighed: halveringstid. Halveringstiden for et radioaktivt grundstof beskriver den tid, som et radioaktivt grundstof kræver for at falde til halvdelen af dets oprindelige mængde. De resulterende transformationer inkluderer alfa-partikelemission, beta-partikelemission og orbital elektronindfangning. Alfa-partikler, der udsendes fra en kerne af et atom, når neutron til proton-forholdet er for lavt. For eksempel er Th-228 et radioaktivt grundstof, som kan udsende alfapartikler med forskellige energier. Ved beta-partikelemission omdannes en neutron inde i en kerne til en proton ved at udsende en beta-partikel. P-32, H-3, C-14 er rene beta-emittere. Radioaktivitet måles ved enhederne, Becquerel eller Curie.
Når radioaktivitet finder sted i naturen, kalder vi det naturlig radioaktivitet. Uran er det tungeste naturligt forekommende grundstof (atomnummer 92). Disse ustabile kerner kan dog laves i laboratorier ved at bombardere dem med langsomt bevægende neutroner. Så kan vi kalde det kunstig radioaktivitet. Selvom der er radioaktive isotoper af thorium og uran, betyder kunstig radioaktivitet, at vi skaber en række trans-uran-elementer, der er i stand til radioaktivitet.
Hvad er Transmutation?
Transmutation er den kemiske proces med at ændre strukturen af atomer i atomkernerne, hvilket fører til omdannelsen af et kemisk grundstof til et andet kemisk grundstof. Der er to typer transmutation som naturlig og kunstig transmutation.
Naturlig transmutation er nuklear transmutation, der forekommer naturligt. I denne proces ændres antallet af protoner eller neutroner i atomkernerne, hvilket får det kemiske element til at ændre sig. Denne type naturlig transmutation forekommer i stjernernes kerne; vi kalder det stjernenukleosyntese (i stjernernes kerne skaber kernefusionsreaktioner nye kemiske grundstoffer). I de fleste stjerner forekommer disse fusionsreaktioner, der involverer brint og helium. Store stjerner kan dog gennemgå kemiske fusionsreaktioner via tunge grundstoffer såsom jern.
Figur 01: Stellar Nucleosynthesis
Kunstig transmutation er en form for transmutation, vi kan udføre som en kunstig proces. Denne type transmutationer sker via bombardement af en atomkerne med en anden partikel. Denne reaktion kan omdanne et bestemt kemisk element til et andet kemisk element. Den første eksperimentelle reaktion for denne reaktion var bombardementet af et nitrogenatom med en alfapartikel for at producere oxygen. Norm alt viser det nydannede kemiske grundstof radioaktivitet. Vi kalder disse elementer som sporstoffer. De mest almindelige partikler, der bruges til bombardement, er alfapartikler og deuteron.
Hvad er forskellen mellem radioaktivitet og transmutation?
Både radioaktivitet og transmutation er kemiske processer, der involverer ændring af atomkerner for at danne et nyt kemisk grundstof fra et eksisterende kemisk grundstof. Den vigtigste forskel mellem radioaktivitet og transmutation er, at radioaktivitet refererer til den naturlige transmutation, hvorimod transmutation refererer til ændringen af et kemisk grundstof til et andet via enten naturlige eller kunstige midler.
Nedenstående infografik opsummerer forskellen mellem radioaktivitet og transmutation.
Opsummering – Radioaktivitet vs Transmutation
Både radioaktivitet og transmutation er kemiske processer, der involverer ændring af atomkerner for at danne et nyt kemisk grundstof fra et eksisterende kemisk grundstof. Den vigtigste forskel mellem radioaktivitet og transmutation er, at radioaktivitet refererer til den naturlige transmutation, hvorimod transmutation refererer til ændringen af et kemisk grundstof til et andet via enten naturlige eller kunstige midler.
