Hvordan et atom går tabt Protons

En måde et atom mister protoner er gennem radioaktivt henfald , som opstår, når et atom har en ustabil kerne. Stabiliteten af ​​en nucleus afhænger af forholdet mellem protoner og neutroner. For mindre elementer som kulstof og ilt er antallet af protoner stort set lig med antallet af neutroner, og kernerne er stabile. For tungere elementer som uran og plutonium er der mange flere neutroner end protoner, og kernerne i disse elementer er ekstremt ustabile. Faktisk er alle elementer, der har mere end 83 protoner ustabile. De tre typer af radioaktivt henfald er kendt som alpha, beta og gamma.

Alpha Decay

Alfa forfald er den eneste måde, hvorpå et atom spontant vil miste protoner. En alfa partikel består af to protoner og to neutroner. Det er i det væsentlige kernen i et heliumatom. Efter at et atom har gennemgået en alfa-emission, har den to færre protoner og bliver et atom af et andet element. En sådan proces er, når et uran-238-atom udsender en alfa-partikel, og det resulterende atom er derefter Thorium-234. Alfa henfald vil fortsætte med at forekomme indtil et atom med en stabil kerne resulterer. Alfa partikler er relativt store og absorberes hurtigt. Derfor rejser de ikke langt gennem luften og er ikke så farlige som de andre former for radioaktivt henfald.

Nuklear fission

Den anden proces, hvorved et atom kan miste protoner, kaldes atomkraft fission. Ved nuklear fission bruges en enhed til at accelerere neutroner mod kernen i et atom. Kollisionen af ​​neutronerne med atomet bevirker at atomets kerne brydes sammen i fragmenter. Hvert fragment er omtrent halvdelen af ​​det originale atoms masse.

Når summen af ​​fragmentmasserne er tilføjet, svarer det imidlertid ikke til massen af ​​det oprindelige atom. Dette skyldes, at flere neutroner normalt udledes som atomfragmenterne, og en del af massen omdannes til energi. Faktisk genererer en lille mængde stof en enorm mængde energi.

Anvendelser af Fission

En fælles ansøgning om nuklear fission er i frembringelsen af ​​atomkraft. I et atomkraftværk bruges energi fra fission til at opvarme vand, hvilket skaber damp til at dreje en turbine og generere elektricitet. Ca. 20 procent af elektriciteten i USA kommer fra atomkraftværker.

En anden anvendelse af nuklear fission er at lave atomvåben. I et atomvåben anvendes en udløsende enhed til at starte fission. En fragmentering fører til en anden, hvilket resulterer i en kædereaktion, der frigiver en enorm mængde destruktiv energi.

Overvejelser

De eneste to måder, hvormed atomer mister protoner, er gennem radioaktivt henfald og nuklear fission. Begge processer vil kun forekomme i atomer, der har ustabile kerne. Det er velkendt, at radioaktivt forekommer naturligt og spontant. Ifølge J. Marvin Herndon er der også tegn på, at nuklear fission forekommer naturligt i Jordens kappe og kerne, ikke kun i menneskeskabte enheder som atombomber eller kraftværksreaktorer.