Kluczowa różnica między izotopami rozszczepialnymi a płodnymi polega na tym, że izotopy rozszczepialne są materiałem, który może ulegać reakcji rozszczepienia, podczas gdy izotop rozszczepialny jest materiałem, który można przekształcić w izotop rozszczepialny.
Pojęcia izotop rozszczepialny i izotop płodny należą do kategorii chemii jądrowej. definiują dwa różne typy atomów, które mają różną liczbę neutronów z tą samą liczbą protonów w swoich jądrach (izotopach), które są radioaktywne. Istnieją dwa główne typy reakcji jądrowych, takie jak reakcja rozszczepienia i reakcja syntezy jądrowej. Te izotopy rozszczepialne i izotopy płodne są przydatne w reakcjach rozszczepienia.
Czym są izotopy rozszczepialne?
Izotopy rozszczepialne to atomy, które mogą ulegać reakcjom rozszczepienia. Są one również określane jako materiały rozszczepialne. Niektóre dobrze znane materiały rozszczepialne obejmują uran-235, pluton-239 i uran-233. Jednak spośród tych trzech gatunków tylko Uran-235 występuje naturalnie, podczas gdy pozostałe dwa to syntetyczne związki chemiczne utworzone odpowiednio z uranu-238 i toru-232.
Rysunek 01: Izotop plutonu
U-235 jest izotopem pierwiastka chemicznego Uranu, który w swoim jądrze składa się z 92 protonów i 143 neutronów. Symbol chemiczny uranu jest podany jako 23592U. Naturalna liczebność U-235 wynosi około 0,72%. Masa tego izotopu wynosi około 235.043 amu.
Pluton to sztuczny pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 94 i symbolu Pu. W układzie okresowym pierwiastków pluton można znaleźć w szeregu aktynowców wśród pierwiastków bloku f. W temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem znajduje się w stanie stałym. Konfigurację elektronową tego pierwiastka można podać jako [Rn]5f67s2 Dlatego ma on sześć elektronów na orbicie f.
Czym są płodne izotopy?
Izotopy płodne to atomy, które mogą przekształcić się w izotopy rozszczepialne. Te płodne izotopy nie mogą same ulegać rozszczepieniu, ponieważ zawierają neutrony o niskiej energii. Mogą ulegać rozszczepieniu tylko poprzez przekształcenie się w izotopy rozszczepialne. Niektóre typowe przykłady naturalnie występujących płodnych izotopów obejmują tor-232 i uran-238. Te dwa są jedynymi naturalnie występującymi płodnymi izotopami.
Rysunek 02: Konwersja izotopów płodnych w izotopy rozszczepialne
Konwersja żyznych izotopów w izotopy rozszczepialne odbywa się poprzez napromieniowanie izotopów wewnątrz reaktorów jądrowych. Tutaj neutrony są łączone z tymi izotopami, aby były rozszczepialne. Po tej konwersji nowo powstały materiał rozszczepialny może ulegać rozpadowi radioaktywnemu. Kiedy tor-232 i uran-238 są przekształcane w izotopy rozszczepialne, izotopy te stają się odpowiednio plutonem-239 i uranem-233.
Jaka jest różnica między izotopami rozszczepialnymi a płodnymi?
Kluczowa różnica między izotopami rozszczepialnymi a płodnymi polega na tym, że izotopy rozszczepialne są materiałem, który może podlegać reakcji rozszczepienia, podczas gdy izotop rozszczepialny to materiał, który można przekształcić w izotop rozszczepialny. Co więcej, izotopy rozszczepialne mogą bezpośrednio ulegać reakcjom rozszczepienia, podczas gdy izotopy płodne nie mogą bezpośrednio ulegać rozszczepieniu. Uran-235, pluton-239 i uran-233 są przykładami izotopów rozszczepialnych, podczas gdy tor-232 i uran-238 są przykładami izotopów płodnych.
Poniższa tabela podsumowuje różnicę między izotopami rozszczepialnymi i płodnymi.
Podsumowanie – izotopy rozszczepialne a płodne
Pojęcia izotop rozszczepialny i izotop płodny są używane głównie w chemii jądrowej. Kluczowa różnica między izotopami rozszczepialnymi a płodnymi polega na tym, że izotopy rozszczepialne są materiałem, który może ulegać reakcji rozszczepienia, podczas gdy izotop płodny to materiał, który można przekształcić w izotop rozszczepialny.
