Avainero halkeavien ja hedelmällisten isotooppien välillä on, että halkeamiskelpoiset isotoopit ovat materiaalia, joka voi läpikäydä fissioreaktion, kun taas hedelmällinen isotooppi on materiaali, joka voidaan muuntaa halkeamiskykyiseksi isotoopiksi.
Termit fissioituva isotooppi ja hedelmällinen isotooppi kuuluvat ydinkemian luokkaan. ne määrittelevät kaksi erityyppistä atomia, joilla on eri määrä neutroneja ja sama määrä protoneja niiden ytimissä (isotoopeissa), jotka ovat radioaktiivisia. Ydinreaktioita on kahta päätyyppiä, fissioreaktio ja fuusioreaktio. Nämä halkeavat isotoopit ja hedelmälliset isotoopit ovat hyödyllisiä fissioreaktioissa.
Mitä ovat halkeavat isotoopit?
Fissioituvat isotoopit ovat atomeja, jotka voivat läpikäydä fissioreaktioita. Näitä kutsutaan myös halkeamiskelpoisiksi materiaaleiksi. Eräitä tunnettuja halkeamiskelpoisia materiaaleja ovat uraani-235, plutonium-239 ja uraani-233. Näistä kolmesta lajista kuitenkin vain uraani-235 esiintyy luonnossa, kun taas kaksi muuta ovat synteettisiä kemiallisia lajeja, jotka muodostuvat uraani-238:sta ja torium-232:sta, vastaavasti.
Kuva 01: Plutonium-isotooppi
U-235 on kemiallisen alkuaineen uraanin isotooppi, joka koostuu ytimessä 92 protonista ja 143 neutronista. Uraanin kemiallinen symboli on annettu muodossa 23592U. U-235:n luonnollinen runsaus on noin 0,72 %. Tämän isotoopin massa on noin 235.043 amu.
Plutonium on keinotekoinen kemiallinen alkuaine, jonka atominumero on 94 ja symboli Pu. Alkuaineiden jaksollisessa taulukossa Plutonium löytyy aktinidisarjasta f-lohkoelementtien joukosta. Huoneenlämpötilassa ja paineessa se on kiinteässä tilassa. Tämän elementin elektronikonfiguraatio voidaan antaa muodossa [Rn]5f67s2 Siksi sillä on kuusi elektronia f-kiertoradalla.
Mitä ovat hedelmälliset isotoopit?
Hedelmälliset isotoopit ovat atomeja, jotka voivat muuttua halkeamiskelpoisiksi isotoopeiksi. Nämä hedelmälliset isotoopit eivät voi fissiota itse, koska niissä on matalaenergiaisia neutroneja. Ne voivat fissoitua vain muuttamalla itsensä halkeamiskelpoisiksi isotoopeiksi. Joitakin yleisiä esimerkkejä luonnossa esiintyvistä hedelmällisistä isotoopeista ovat torium-232 ja uraani-238. Nämä kaksi ovat ainoat luonnossa esiintyvät hedelmälliset isotoopit.
Kuva 02: Hedelmällisten isotooppien muuntaminen halkeamiskelpoisiksi isotoopeiksi
Hedelmälliset isotoopit muunnetaan halkeamiskelpoisiksi isotoopeiksi säteilyttämällä isotooppeja ydinreaktoreissa. Täällä neutronit yhdistetään näiden isotooppien kanssa, jotta ne ovat halkeavia. Tämän muuntamisen jälkeen vasta muodostunut halkeamiskelpoinen materiaali voi joutua radioaktiiviseen hajoamiseen. Kun torium-232 ja uraani-238 muunnetaan halkeamiskelpoisiksi isotoopeiksi, näistä isotoopeista tulee vastaavasti plutonium-239 ja uraani-233.
Mitä eroa halkeavilla ja hedelmällisillä isotoopilla on?
Avainero halkeavien ja hedelmällisten isotooppien välillä on, että halkeamiskelpoiset isotoopit ovat materiaalia, joka voi läpikäydä fissioreaktion, kun taas hedelmällinen isotooppi on materiaali, joka voidaan muuntaa fissioituvaksi isotoopiksi. Lisäksi halkeamiskelpoiset isotoopit voivat joutua fissioreaktioiden läpi suoraan, kun taas hedelmälliset isotoopit eivät pääse halkeamaan suoraan. Uraani-235, Plutonium-239 ja Uraani-233 ovat esimerkkejä halkeamiskelpoisista isotoopeista, kun taas torium-232 ja uraani-238 ovat esimerkkejä hedelmällisistä isotoopeista.
Seuraavassa taulukossa on yhteenveto halkeavien ja hedelmällisten isotooppien eroista.
Yhteenveto – Halkeamat vs hedelmälliset isotoopit
Termeitä halkeava isotooppi ja hedelmällinen isotooppi käytetään pääasiassa ydinkemiassa. Keskeinen ero halkeavien ja hedelmällisten isotooppien välillä on se, että halkeamiskelpoiset isotoopit ovat materiaalia, joka voi läpikäydä fissioreaktion, kun taas hedelmällinen isotooppi on materiaali, joka voidaan muuntaa halkeamiskykyiseksi isotoopiksi.
