Nyckelskillnaden mellan radioaktivitet och transmutation är att radioaktivitet avser naturlig transmutation, medan transmutation avser förändring av ett kemiskt element till ett annat via antingen naturliga eller artificiella medel.
Både radioaktivitet och transmutation är kemiska processer som involverar förändring av atomkärnor för att bilda ett nytt kemiskt element från ett befintligt kemiskt element. Radioaktivitet är en typ av transmutationsprocess.
Vad är radioaktivitet?
Radioaktivitet är en oorganisk process av spontan kärnomvandling som resulterar i bildandet av nya grundämnen. Detta betyder att radioaktivitet är ett ämnes förmåga att frigöra strålning. Vi kan hitta många olika radioaktiva grundämnen i naturen, och några är också syntetiska. Norm alt är kärnan i en normal (icke-radioaktiv) atom stabil. I kärnorna hos radioaktiva grundämnen finns en obalans mellan neutroner och protoner, vilket gör dem instabila. Därför tenderar dessa kärnor att sända ut partiklar för att bli stabila, och denna process kallas det radioaktiva sönderfallet.
Vanligtvis har ett radioaktivt grundämne en sönderfallshastighet: halveringstid. Halveringstiden för ett radioaktivt grundämne beskriver den tid som ett radioaktivt grundämne behöver för att minska till hälften av sin ursprungliga kvantitet. De resulterande transformationerna inkluderar alfa-partikelemission, beta-partikelemission och orbital elektroninfångning. Alfa-partiklar som emitteras från en kärna i en atom när förhållandet neutron till proton är för lågt. Till exempel är Th-228 ett radioaktivt grundämne som kan avge alfapartiklar med olika energier. Vid beta-partikelemission omvandlas en neutron inuti en kärna till en proton genom att sända ut en beta-partikel. P-32, H-3, C-14 är rena beta-strålare. Radioaktivitet mäts med enheterna, Becquerel eller Curie.
När radioaktivitet sker i naturen kallar vi det naturlig radioaktivitet. Uran är det tyngsta naturligt förekommande grundämnet (atomnummer 92). Dessa instabila kärnor kan dock göras i laboratorier genom att bombardera dem med långsamt rörliga neutroner. Då kan vi kalla det konstgjord radioaktivitet. Även om det finns radioaktiva isotoper av torium och uran betyder artificiell radioaktivitet att vi skapar en serie transuranelement som är kapabla till radioaktivitet.
Vad är Transmutation?
Transmutation är den kemiska processen att ändra strukturen hos atomer i atomkärnorna, vilket leder till omvandling av ett kemiskt element till ett annat kemiskt element. Det finns två typer av transmutation som naturlig och artificiell transmutation.
Naturlig transmutation är kärntransmutation som sker naturligt. I denna process förändras antalet protoner eller neutroner i atomkärnorna, vilket gör att det kemiska elementet förändras. Denna typ av naturlig transmutation sker i kärnan av stjärnor; vi kallar det stjärnnukleosyntes (i stjärnornas kärna skapar kärnfusionsreaktioner nya kemiska grundämnen). I de flesta stjärnor sker dessa fusionsreaktioner som involverar väte och helium. Däremot kan stora stjärnor genomgå kemiska fusionsreaktioner via tunga grundämnen som järn.
Figur 01: Stellar Nucleosynthesis
Artificiell transmutation är en typ av transmutation vi kan utföra som en artificiell process. Denna typ av transmutationer sker genom att en atomkärna bombarderas med en annan partikel. Denna reaktion kan omvandla ett visst kemiskt element till ett annat kemiskt element. Den första experimentella reaktionen för denna reaktion var bombarderingen av en kväveatom med en alfapartikel för att producera syre. Vanligtvis visar det nybildade kemiska elementet radioaktivitet. Vi namnger dessa element som spårelement. De vanligaste partiklarna som används för bombardemang är alfapartiklar och deuteron.
Vad är skillnaden mellan radioaktivitet och transmutation?
Både radioaktivitet och transmutation är kemiska processer som involverar förändring av atomkärnor för att bilda ett nytt kemiskt element från ett befintligt kemiskt element. Den viktigaste skillnaden mellan radioaktivitet och transmutation är att radioaktivitet avser den naturliga transmutationen, medan transmutation avser förändringen av ett kemiskt element till ett annat via antingen naturliga eller artificiella medel.
Infografiken nedan sammanfattar skillnaden mellan radioaktivitet och transmutation.
Sammanfattning – Radioaktivitet vs Transmutation
Både radioaktivitet och transmutation är kemiska processer som involverar förändring av atomkärnor för att bilda ett nytt kemiskt element från ett befintligt kemiskt element. Den viktigaste skillnaden mellan radioaktivitet och transmutation är att radioaktivitet avser den naturliga transmutationen, medan transmutation avser förändringen av ett kemiskt element till ett annat via antingen naturliga eller artificiella medel.
