Põhiline erinevus radioaktiivsuse ja transmutatsiooni vahel seisneb selles, et radioaktiivsus viitab loomulikule transmutatsioonile, samas kui transmutatsioon viitab ühe keemilise elemendi muutumisele teiseks kas looduslike või kunstlike vahenditega.
Nii radioaktiivsus kui ka transmutatsioon on keemilised protsessid, mis hõlmavad aatomituumade muutumist, moodustades olemasolevast keemilisest elemendist uue keemilise elemendi. Radioaktiivsus on teatud tüüpi transmutatsiooniprotsess.
Mis on radioaktiivsus?
Radioaktiivsus on tuuma spontaanse muundumise anorgaaniline protsess, mille tulemusena tekivad uued elemendid. See tähendab, et radioaktiivsus on aine võime eraldada kiirgust. Looduses võib leida palju erinevaid radioaktiivseid elemente ja mõned on ka sünteetilised. Tavaliselt on normaalse (mitteradioaktiivse) aatomi tuum stabiilne. Radioaktiivsete elementide tuumades esineb neutronite ja prootonite suhte tasakaalustamatus, mis muudab need ebastabiilseks. Seetõttu kipuvad need tuumad eraldama osakesi, et muutuda stabiilseks, ja seda protsessi nimetatakse radioaktiivseks lagunemiseks.
Tavaliselt on radioaktiivse elemendi lagunemiskiirus: poolestusaeg. Radioaktiivse elemendi poolestusaeg kirjeldab aega, mille jooksul radioaktiivne element väheneb pooleni oma esialgsest kogusest. Saadud teisendused hõlmavad alfaosakeste emissiooni, beetaosakeste emissiooni ja orbiidi elektronide püüdmist. Alfaosakesed, mis eralduvad aatomi tuumast, kui neutronite ja prootonite suhe on liiga madal. Näiteks Th-228 on radioaktiivne element, mis võib eraldada erineva energiaga alfaosakesi. Beetaosakeste emissiooni korral muundatakse tuuma sees olev neutron beetaosakese kiirgamise teel prootoniks. P-32, H-3, C-14 on puhtad beeta-emitterid. Radioaktiivsust mõõdetakse Becquereli või Curie ühikutega.
Kui radioaktiivsus toimub looduses, nimetame seda looduslikuks radioaktiivsuseks. Uraan on kõige raskem looduslikult esinev element (aatomnumber 92). Neid ebastabiilseid tuumasid saab aga teha laborites, pommitades neid aeglaselt liikuvate neutronitega. Siis võime seda nimetada kunstlikuks radioaktiivsuseks. Kuigi on olemas tooriumi ja uraani radioaktiivsed isotoobid, tähendab kunstlik radioaktiivsus, et loome rea trans-uraani elemente, mis on võimelised radioaktiivsust tekitama.
Mis on transmutatsioon?
Transmutatsioon on aatomituumade aatomite struktuuri muutmise keemiline protsess, mis viib keemilise elemendi muundamiseni erinevaks keemiliseks elemendiks. Transmutatsiooni on kahte tüüpi: loomulik ja kunstlik.
Looduslik transmutatsioon on tuumatransmutatsioon, mis toimub looduslikult. Selle protsessi käigus muutub prootonite või neutronite arv aatomituumades, mis põhjustab keemilise elemendi muutumise. Seda tüüpi loomulik transmutatsioon toimub tähtede tuumas; nimetame seda tähtede nukleosünteesiks (tähtede tuumas tekivad tuumasünteesi reaktsioonid uued keemilised elemendid). Enamikus tähtedes toimuvad need ühinemisreaktsioonid vesiniku ja heeliumiga. Kuid suured tähed võivad raskete elementide, näiteks raua, kaudu läbi viia keemilise ühinemisreaktsiooni.
Joonis 01: Tähtede nukleosüntees
Kunstlik transmutatsioon on transmutatsiooni tüüp, mida saame teostada kunstliku protsessina. Seda tüüpi transmutatsioonid toimuvad aatomituuma pommitamise teel teise osakesega. See reaktsioon võib muuta teatud keemilise elemendi teiseks keemiliseks elemendiks. Selle reaktsiooni esimene eksperimentaalne reaktsioon oli lämmastikuaatomi pommitamine alfaosakesega hapniku tootmiseks. Tavaliselt näitab äsja moodustunud keemiline element radioaktiivsust. Nimetame neid elemente jäljeelementideks. Kõige tavalisemad osakesed, mida pommitamiseks kasutatakse, on alfaosakesed ja deuteron.
Mis vahe on radioaktiivsusel ja transmutatsioonil?
Nii radioaktiivsus kui ka transmutatsioon on keemilised protsessid, mis hõlmavad aatomituumade muutumist, moodustades olemasolevast keemilisest elemendist uue keemilise elemendi. Peamine erinevus radioaktiivsuse ja transmutatsiooni vahel on see, et radioaktiivsus viitab loomulikule transmutatsioonile, samas kui transmutatsioon viitab ühe keemilise elemendi muutumisele teiseks kas looduslike või kunstlike vahenditega.
Allpool infograafikat võetakse kokku erinevus radioaktiivsuse ja transmutatsiooni vahel.
Kokkuvõte – radioaktiivsus vs transmutatsioon
Nii radioaktiivsus kui ka transmutatsioon on keemilised protsessid, mis hõlmavad aatomituumade muutumist, moodustades olemasolevast keemilisest elemendist uue keemilise elemendi. Peamine erinevus radioaktiivsuse ja transmutatsiooni vahel on see, et radioaktiivsus viitab loomulikule transmutatsioonile, samas kui transmutatsioon viitab ühe keemilise elemendi muutumisele teiseks kas looduslike või kunstlike vahenditega.
