Nøgleforskellen mellem fissile og fertile isotoper er, at fissile isotoper er materiale, der kan gennemgå fissionsreaktion, hvorimod fertil isotop er et materiale, der kan omdannes til en fissile isotop.
Begreberne fissile isotop og fertile isotope hører under kategorien nuklear kemi. de definerer to forskellige typer atomer, der har forskelligt antal neutroner med det samme antal protoner i deres kerner (isotoper), som er radioaktive. Der er to hovedtyper af nukleare reaktioner som fissionsreaktion og fusionsreaktion. Disse fissile isotoper og frugtbare isotoper er nyttige med hensyn til fissionsreaktioner.
Hvad er fissile isotoper?
Sp altelige isotoper er atomer, der kan gennemgå fissionsreaktioner. Disse er også navngivet som sp altelige materialer. Nogle velkendte fissile materialer omfatter Uranium-235, Plutonium-239 og Uranium-233. Men blandt disse tre arter forekommer kun Uranium-235 naturligt, mens de to andre er syntetiske kemiske arter dannet af henholdsvis Uranium-238 og Thorium-232.
Figur 01: Plutoniumisotop
U-235 er en isotop af det kemiske grundstof Uran, som er sammensat af 92 protoner og 143 neutroner i sin kerne. Det kemiske symbol for uran er givet som 23592U. Den naturlige overflod af U-235 er omkring 0,72%. Massen af denne isotop er omkring 235.043 amu.
Plutonium er et kunstigt kemisk grundstof, der har atomnummer 94 og symbol Pu. I grundstoffernes periodiske system kan Plutonium findes i aktinidrækken blandt f-blokelementer. Ved stuetemperatur og tryk er det i fast tilstand. Elektronkonfigurationen af dette element kan angives som [Rn]5f67s2 Derfor har det seks elektroner i f orbitalen.
Hvad er frugtbare isotoper?
Frugtbare isotoper er atomer, der kan omdannes til fissile isotoper. Disse frugtbare isotoper kan ikke selv gennemgå fission, fordi de har neutroner med lav energi. De kan kun gennemgå fission ved at omdanne sig selv til fissile isotoper. Nogle almindelige eksempler på naturligt forekommende frugtbare isotoper omfatter Thorium-232 og Uranium-238. Disse to er de eneste naturligt forekommende frugtbare isotoper.
Figur 02: Konvertering af fertile isotoper til fissile isotoper
Omdannelsen af frugtbare isotoper til fissile isotoper sker gennem bestråling af isotoper inde i atomreaktorer. Her kombineres neutroner med disse isotoper for at gøre dem fissile. Efter denne omdannelse kan nydannet fissilt materiale undergå radioaktivt henfald. Når Thorium-232 og Uranium-238 omdannes til fissile isotoper, bliver disse isotoper til henholdsvis Plutonium-239 og Uranium-233.
Hvad er forskellen mellem fissile og frugtbare isotoper?
Nøgleforskellen mellem fissile og fertile isotoper er, at fissile isotoper er materiale, der kan gennemgå fissionsreaktion, hvorimod en fertil isotop er et materiale, der kan omdannes til en fissil isotop. Desuden kan fissile isotoper gennemgå fissionsreaktioner direkte, mens fertile isotoper ikke kan gennemgå fission direkte. Uranium-235, Plutonium-239 og Uranium-233 er eksempler på fissile isotoper, mens Thorium-232 og Uranium-238 er eksempler på frugtbare isotoper.
Den følgende tabel opsummerer forskellen mellem fissile og frugtbare isotoper.
Opsummering – Fissile vs Fertile Isotoper
Begreberne fissile isotop og fertil isotop bruges hovedsageligt i kernekemi. Den vigtigste forskel mellem fissile og fertile isotoper er, at fissile isotoper er materiale, der kan gennemgå fissionsreaktion, hvorimod en fertil isotop er et materiale, der kan omdannes til en fissile isotop.
