Den viktigaste skillnaden mellan klyvbara och fertila isotoper är att klyvbara isotoper är material som kan genomgå klyvningsreaktion, medan fertil isotop är ett material som kan omvandlas till en klyvbar isotop.
Begreppen klyvbar isotop och fertil isotop faller under kategorin kärnkemi. de definierar två olika typer av atomer som har olika antal neutroner med samma antal protoner i sina kärnor (isotoper) som är radioaktiva. Det finns två huvudtyper av kärnreaktioner som fissionsreaktion och fusionsreaktion. Dessa klyvbara isotoper och fertila isotoper är användbara när det gäller fissionsreaktioner.
Vad är klyvbara isotoper?
Klyvbara isotoper är atomer som kan genomgå fissionsreaktioner. Dessa benämns också som klyvbara material. Några välkända klyvbara material inkluderar Uranium-235, Plutonium-239 och Uranium-233. Men bland dessa tre arter förekommer endast Uranium-235 naturligt medan de andra två är syntetiska kemiska arter bildade av Uranium-238 respektive Thorium-232.
Figur 01: Plutoniumisotop
U-235 är en isotop av det kemiska grundämnet Uran, som består av 92 protoner och 143 neutroner i kärnan. Den kemiska symbolen för uran ges som 23592U. Den naturliga förekomsten av U-235 är cirka 0,72 %. Massan av denna isotop är cirka 235.043 amu.
Plutonium är ett konstgjort kemiskt grundämne som har atomnumret 94 och symbolen Pu. I grundämnenas periodiska system kan Plutonium hittas i aktinidserien bland f-blockelement. Vid rumstemperatur och tryck är den i fast tillstånd. Elektronkonfigurationen för detta element kan anges som [Rn]5f67s2 Därför har det sex elektroner i f-orbitalen.
Vad är fertila isotoper?
Fertila isotoper är atomer som kan omvandlas till klyvbara isotoper. Dessa fertila isotoper kan inte genomgå klyvning själva eftersom de har neutroner med låg energi. De kan genomgå fission endast genom att omvandla sig själva till klyvbara isotoper. Några vanliga exempel på naturligt förekommande fertila isotoper inkluderar Thorium-232 och Uranium-238. Dessa två är de enda naturligt förekommande fertila isotoper.
Figur 02: Omvandling av fertila isotoper till klyvbara isotoper
Omvandlingen av fertila isotoper till klyvbara isotoper sker genom bestrålning av isotoper inuti kärnreaktorer. Här kombineras neutroner med dessa isotoper för att göra dem klyvbara. Efter denna omvandling kan nybildat klyvbart material genomgå radioaktivt sönderfall. När Thorium-232 och Uranium-238 omvandlas till klyvbara isotoper blir dessa isotoper Plutonium-239 respektive Uranium-233.
Vad är skillnaden mellan klyvbara och fertila isotoper?
Nyckelskillnaden mellan klyvbara och fertila isotoper är att klyvbara isotoper är material som kan genomgå klyvningsreaktion, medan en fertil isotop är ett material som kan omvandlas till en klyvbar isotop. Dessutom kan klyvbara isotoper genomgå klyvningsreaktioner direkt, medan fertila isotoper inte kan genomgå klyvning direkt. Uran-235, Plutonium-239 och Uranium-233 är exempel på klyvbara isotoper medan Thorium-232 och Uranium-238 är exempel på fertila isotoper.
Följande tabell sammanfattar skillnaden mellan klyvbara och fertila isotoper.
Sammanfattning – klyvbara vs fertila isotoper
Termen klyvbar isotop och fertil isotop används främst inom kärnkemi. Den viktigaste skillnaden mellan klyvbara och fertila isotoper är att klyvbara isotoper är material som kan genomgå klyvningsreaktion, medan en fertil isotop är ett material som kan omvandlas till en klyvbar isotop.
