Het belangrijkste verschil tussen radioactiviteit en transmutatie is dat radioactiviteit verwijst naar natuurlijke transmutatie, terwijl transmutatie verwijst naar de verandering van het ene chemische element in het andere via natuurlijke of kunstmatige middelen.
Zowel radioactiviteit als transmutatie zijn chemische processen waarbij atoomkernen worden veranderd om een nieuw chemisch element te vormen van een bestaand chemisch element. Radioactiviteit is een soort transmutatieproces.
Wat is radioactiviteit?
Radioactiviteit is een anorganisch proces van spontane nucleaire transformatie dat resulteert in de vorming van nieuwe elementen. Dit betekent dat radioactiviteit het vermogen van een stof is om straling af te geven. We kunnen veel verschillende radioactieve elementen in de natuur vinden, en sommige zijn ook synthetisch. Typisch is de kern van een normaal (niet-radioactief) atoom stabiel. In de kernen van radioactieve elementen is er een onbalans tussen neutronen en protonen, waardoor ze onstabiel worden. Daarom hebben deze kernen de neiging om deeltjes uit te zenden om stabiel te worden, en dit proces wordt het radioactieve verval genoemd.
Meestal heeft een radioactief element een vervalsnelheid: halfwaardetijd. De halfwaardetijd van een radioactief element beschrijft de tijd die een radioactief element nodig heeft om te verminderen tot de helft van zijn oorspronkelijke hoeveelheid. De resulterende transformaties omvatten Alpha-deeltjesemissie, Beta-deeltjesemissie en orbitale elektronenvangst. Alfadeeltjes uitgezonden door een kern van een atoom wanneer de verhouding tussen neutronen en protonen te laag is. Th-228 is bijvoorbeeld een radioactief element dat alfadeeltjes met verschillende energieën kan uitzenden. Bij de emissie van bètadeeltjes wordt een neutron in een kern omgezet in een proton door een bètadeeltje uit te zenden. P-32, H-3, C-14 zijn pure bètastralers. Radioactiviteit wordt gemeten door de eenheden, Becquerel of Curie.
Als radioactiviteit in de natuur plaatsvindt, noemen we dat natuurlijke radioactiviteit. Uranium is het zwaarste natuurlijk voorkomende element (atoomnummer 92). Deze onstabiele kernen kunnen echter in laboratoria worden gemaakt door ze te bombarderen met langzaam bewegende neutronen. Dan kunnen we het kunstmatige radioactiviteit noemen. Hoewel er radioactieve isotopen van thorium en uranium zijn, betekent kunstmatige radioactiviteit dat we een reeks trans-uraniumelementen creëren die in staat zijn tot radioactiviteit.
Wat is transmutatie?
Transmutatie is het chemische proces van het veranderen van de structuur van atomen in de atoomkernen, wat leidt tot de omzetting van een chemisch element in een ander chemisch element. Er zijn twee soorten transmutatie: natuurlijke en kunstmatige transmutatie.
Natuurlijke transmutatie is nucleaire transmutatie die van nature voorkomt. Daarbij verandert het aantal protonen of neutronen in de atoomkernen, waardoor het scheikundige element verandert. Dit type natuurlijke transmutatie vindt plaats in de kern van sterren; we noemen het stellaire nucleosynthese (in de kern van de sterren creëren kernfusiereacties nieuwe chemische elementen). In de meeste sterren vinden deze fusiereacties plaats met waterstof en helium. Grote sterren kunnen echter chemische fusiereacties ondergaan via zware elementen zoals ijzer.
Figuur 01: Stellaire nucleosynthese
Kunstmatige transmutatie is een soort transmutatie die we kunnen uitvoeren als een kunstmatig proces. Dit type transmutatie vindt plaats via het bombardement van een atoomkern met een ander deeltje. Deze reactie kan een bepaald chemisch element omzetten in een ander chemisch element. De eerste experimentele reactie voor deze reactie was het bombarderen van een stikstofatoom met een alfadeeltje om zuurstof te produceren. Gewoonlijk vertoont het nieuw gevormde chemische element radioactiviteit. Deze elementen noemen we tracerelementen. De meest voorkomende deeltjes die worden gebruikt voor bombardementen zijn alfadeeltjes en deuteron.
Wat is het verschil tussen radioactiviteit en transmutatie?
Zowel radioactiviteit als transmutatie zijn chemische processen waarbij atoomkernen worden veranderd om een nieuw chemisch element te vormen van een bestaand chemisch element. Het belangrijkste verschil tussen radioactiviteit en transmutatie is dat radioactiviteit verwijst naar de natuurlijke transmutatie, terwijl transmutatie verwijst naar de verandering van het ene chemische element in het andere via natuurlijke of kunstmatige middelen.
De onderstaande infographic vat het verschil tussen radioactiviteit en transmutatie samen.
Samenvatting – Radioactiviteit versus transmutatie
Zowel radioactiviteit als transmutatie zijn chemische processen waarbij atoomkernen worden veranderd om een nieuw chemisch element te vormen van een bestaand chemisch element. Het belangrijkste verschil tussen radioactiviteit en transmutatie is dat radioactiviteit verwijst naar de natuurlijke transmutatie, terwijl transmutatie verwijst naar de verandering van het ene chemische element in het andere via natuurlijke of kunstmatige middelen.
