Põhiline erinevus lõhustuvate ja viljakate isotoopide vahel on see, et lõhustuvad isotoobid on materjal, mis võib läbida lõhustumisreaktsiooni, samas kui viljakas isotoop on materjal, mida saab muundada lõhustuvaks isotoobiks.
Lõhustuv isotoop ja viljakas isotoop kuuluvad tuumakeemia kategooriasse. need määratlevad kahte erinevat tüüpi aatomit, mille radioaktiivsetes tuumades (isotoopides) on erinev arv neutroneid ja sama arv prootoneid. Tuumareaktsioone on kahte peamist tüüpi: lõhustumisreaktsioon ja termotuumareaktsioon. Need lõhustuvad isotoobid ja viljakad isotoobid on kasulikud lõhustumisreaktsioonide jaoks.
Mis on lõhustuvad isotoobid?
Lõhustuvad isotoobid on aatomid, mis võivad läbida lõhustumisreaktsioone. Neid nimetatakse ka lõhustuvateks materjalideks. Mõned tuntud lõhustuvad materjalid on uraan-235, plutoonium-239 ja uraan-233. Nendest kolmest liigist esineb looduslikult ainult uraan-235, samas kui ülejäänud kaks on sünteetilised keemilised ühendid, mis on moodustunud vastav alt uraan-238-st ja toorium-232-st.
Joonis 01: Plutooniumi isotoop
U-235 on keemilise elemendi uraani isotoop, mille tuumas on 92 prootonit ja 143 neutronit. Uraani keemiline sümbol on esitatud kujul 23592U. U-235 looduslik arvukus on umbes 0,72%. Selle isotoobi mass on umbes 235 043 amu.
Plutoonium on kunstlik keemiline element, mille aatomnumber on 94 ja sümbol Pu. Perioodilises elementide tabelis võib plutooniumi leida aktiniidide seeriast f-ploki elementide hulgas. Toatemperatuuril ja rõhul on see tahkes olekus. Selle elemendi elektronkonfiguratsiooni saab esitada järgmiselt: [Rn]5f67s2 Seetõttu on sellel f-orbitaalil kuus elektroni.
Mis on viljakad isotoobid?
Viljakas isotoobid on aatomid, mis võivad muutuda lõhustuvateks isotoopideks. Need viljakad isotoobid ei saa ise lõhustuda, kuna neil on madala energiaga neutronid. Nad võivad läbida lõhustumist ainult siis, kui nad muutuvad lõhustuvateks isotoopideks. Mõned levinumad looduslikult esinevate viljakate isotoopide näited on toorium-232 ja uraan-238. Need kaks on ainsad looduslikult esinevad viljakad isotoobid.
Joonis 02: Viljakate isotoopide muutmine lõhustuvateks isotoopideks
Viljakate isotoopide muundamine lõhustuvateks isotoopideks toimub isotoopide kiiritamise teel tuumareaktorites. Siin kombineeritakse neutronid nende isotoopidega, et muuta need lõhustuvaks. Pärast seda muundamist võib äsja moodustunud lõhustuv materjal radioaktiivselt laguneda. Kui toorium-232 ja uraan-238 muudetakse lõhustuvateks isotoopideks, muutuvad need isotoobid vastav alt plutoonium-239 ja uraan-233.
Mis vahe on lõhustuvatel ja viljakatel isotoopidel?
Põhiline erinevus lõhustuvate ja viljakate isotoopide vahel on see, et lõhustuvad isotoobid on materjal, mis võib läbida lõhustumisreaktsiooni, samas kui viljakas isotoop on materjal, mida saab muundada lõhustuvaks isotoobiks. Veelgi enam, lõhustuvad isotoobid võivad otseselt läbida lõhustumisreaktsioonid, samas kui viljakad isotoobid ei saa otseselt lõhustuda. Uraan-235, plutoonium-239 ja uraan-233 on lõhustuvate isotoopide näited, samas kui toorium-232 ja uraan-238 on viljakate isotoopide näited.
Järgmine tabel võtab kokku lõhustuvate ja viljakate isotoopide erinevused.
Kokkuvõte – lõhustuvad vs viljakad isotoobid
Mõteid lõhustuv isotoop ja viljakas isotoop kasutatakse peamiselt tuumakeemias. Peamine erinevus lõhustuvate ja viljakate isotoopide vahel on see, et lõhustuvad isotoobid on materjalid, mis võivad läbida lõhustumisreaktsiooni, samas kui viljakas isotoop on materjal, mida saab muundada lõhustuvaks isotoobiks.
