Τι περιλαμβάνει η μεταστοιχείωση;
1. Πυρηνική μεταστοιχείωση:
* Ραδιενεργή αποσύνθεση: Ορισμένα ασταθής ισότοπα αποσυντίθενται αυθόρμητα σε διαφορετικά στοιχεία, εκπέμποντας σωματίδια όπως άλφα, βήτα ή ακτινοβολία γάμμα. Αυτή είναι μια φυσική διαδικασία που συμβαίνει σε ραδιενεργά υλικά.
* Πυρηνικές αντιδράσεις: Αυτό συνεπάγεται βομβαρδισμό ατομικών πυρήνων με σωματίδια όπως νετρόνια, πρωτόνια ή σωματίδια άλφα. Ο βομβαρδισμός μπορεί να οδηγήσει στην εκτόξευση των σωματιδίων και στη δημιουργία ενός νέου στοιχείου. Αυτό είναι πόσα νέα στοιχεία ανακαλύφθηκαν και αποτελεί τη βάση για αντιδράσεις πυρηνικής σχάσης και σύντηξης.
2. Χημική μεταστοιχείωση:
* Αλχημική μεταστοιχείωση: Ιστορικά, οι αλχημιστές αποσκοπούσαν στη μετατροπή των βασικών μετάλλων όπως το μόλυβδο σε χρυσό. Ενώ δεν ήταν επιτυχείς με πραγματική πυρηνική έννοια, ανακάλυψαν και βελτιώνουν τις χημικές διεργασίες που θα μπορούσαν να μεταμορφώσουν ουσίες αλλά όχι στοιχεία.
* Χημικοί μετασχηματισμοί: Οι χημικές αντιδράσεις μπορούν να αλλάξουν τη χημική σύνθεση μιας ουσίας αλλά όχι στο ίδιο το στοιχείο. Για παράδειγμα, η καύση του ξύλου το αλλάζει από κυτταρίνη σε τέφρα και CO2, αλλά τα υποκείμενα στοιχεία (άνθρακα, οξυγόνο, υδρογόνο) παραμένουν τα ίδια.
Βασικές έννοιες:
* Ατομικός αριθμός: Ο αριθμός των πρωτονίων σε ένα άτομο καθορίζει το στοιχείο του. Η αλλαγή του αριθμού των πρωτονίων αλλάζει το στοιχείο.
* ισότοπα: Τα άτομα του ίδιου στοιχείου μπορούν να έχουν διαφορετικούς αριθμούς νετρονίων. Αυτό οδηγεί σε ισότοπα του ίδιου στοιχείου, το οποίο μπορεί να έχει διαφορετικές σταθερότητες και να υποβληθεί σε διαφορετικές διαδικασίες ραδιενεργού αποσύνθεσης.
* Ενέργεια: Η πυρηνική μεταστοιχείωση απαιτεί σημαντική εισροή ενέργειας, συνήθως με τη μορφή ακτινοβολίας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι ισχυρές πυρηνικές δυνάμεις συγκρατούν τον πυρήνα μαζί.
Παραδείγματα:
* Ραδιενεργή αποσύνθεση του άνθρακα-14: Ο άνθρακας-14 διασπάται σε άζωτο-14, εκπέμποντας ένα βήτα σωματίδιο.
* Πυρηνική σχάση: Το ουράνιο-235 χωρίζεται σε ελαφρύτερα στοιχεία όπως το βάριο και το κρυπτόν όταν βομβαρδίζονται με νετρόνια.
* Πυρηνική σύντηξη: Τα ισότοπα υδρογόνου συγχωνεύονται μαζί για να σχηματίσουν ήλιο, απελευθερώνοντας τεράστιες ποσότητες ενέργειας.
Συνοπτικά, η μεταστοιχείωση συνεπάγεται θεμελιωδώς αλλαγή της φύσης ενός στοιχείου μεταβάλλοντας την ατομική δομή του, συχνότερα μέσω πυρηνικών διεργασιών.
