Het belangrijkste verschil tussen splijtbare en vruchtbare isotopen is dat splijtbare isotopen materiaal zijn dat een splijtingsreactie kan ondergaan, terwijl vruchtbare isotoop een materiaal is dat kan worden omgezet in een splijtbare isotoop.
De termen splijtbare isotoop en vruchtbare isotoop vallen onder de categorie nucleaire chemie. ze definiëren twee verschillende soorten atomen met verschillende aantallen neutronen met hetzelfde aantal protonen in hun kernen (isotopen) die radioactief zijn. Er zijn twee hoofdtypen kernreacties als splijtingsreactie en fusiereactie. Deze splijtbare isotoop en vruchtbare isotoop zijn nuttig met betrekking tot splijtingsreacties.
Wat zijn splijtbare isotopen?
Splijtbare isotopen zijn atomen die splijtingsreacties kunnen ondergaan. Deze worden ook wel splijtstoffen genoemd. Enkele bekende splijtstoffen zijn uranium-235, plutonium-239 en uranium-233. Van deze drie soorten komt echter alleen uranium-235 van nature voor, terwijl de andere twee synthetische chemische soorten zijn, gevormd uit respectievelijk uranium-238 en Thorium-232.
Figuur 01: Plutoniumisotoop
U-235 is een isotoop van het chemische element uranium, dat is samengesteld uit 92 protonen en 143 neutronen in zijn kern. Het chemische symbool voor uranium wordt gegeven als 23592U. De natuurlijke overvloed aan U-235 is ongeveer 0,72%. De massa van deze isotoop is ongeveer 235.043 amu.
Plutonium is een kunstmatig chemisch element met atoomnummer 94 en symbool Pu. In het periodiek systeem der elementen is plutonium te vinden in de actinidereeks onder f-blokelementen. Bij kamertemperatuur en druk bevindt het zich in vaste toestand. De elektronenconfiguratie van dit element kan worden gegeven als [Rn]5f67s2 Daarom heeft het zes elektronen in de f-orbitaal.
Wat zijn vruchtbare isotopen?
Vruchtbare isotopen zijn atomen die kunnen worden omgezet in splijtbare isotopen. Deze vruchtbare isotopen kunnen zelf geen splijting ondergaan omdat ze neutronen met lage energie hebben. Ze kunnen alleen splijting ondergaan door zichzelf om te zetten in splijtbare isotopen. Enkele veelvoorkomende voorbeelden van natuurlijk voorkomende vruchtbare isotopen zijn Thorium-232 en Uranium-238. Deze twee zijn de enige natuurlijk voorkomende vruchtbare isotopen.
Figuur 02: Omzetting van vruchtbare isotopen in splijtbare isotopen
De omzetting van vruchtbare isotopen in splijtbare isotopen gebeurt door bestraling van isotopen in kernreactoren. Hier worden neutronen gecombineerd met deze isotopen om ze splijtbaar te maken. Na deze omzetting kan nieuw gevormde splijtstof radioactief verval ondergaan. Wanneer Thorium-232 en Uranium-238 worden omgezet in splijtbare isotopen, worden deze isotopen respectievelijk Plutonium-239 en Uranium-233.
Wat is het verschil tussen splijtbare en vruchtbare isotopen?
Het belangrijkste verschil tussen splijtbare en vruchtbare isotopen is dat splijtbare isotopen materiaal zijn dat een splijtingsreactie kan ondergaan, terwijl een vruchtbare isotoop een materiaal is dat kan worden omgezet in een splijtbare isotoop. Bovendien kunnen splijtbare isotopen direct splijtingsreacties ondergaan, terwijl vruchtbare isotopen niet direct splijting kunnen ondergaan. Uranium-235, Plutonium-239 en Uranium-233 zijn voorbeelden van splijtbare isotopen, terwijl Thorium-232 en uranium-238 voorbeelden zijn van vruchtbare isotopen.
De volgende tabel geeft een overzicht van het verschil tussen splijtbare en vruchtbare isotopen.
Samenvatting – Splijtbare versus vruchtbare isotopen
De termen splijtbare isotoop en vruchtbare isotoop worden voornamelijk gebruikt in de nucleaire chemie. Het belangrijkste verschil tussen splijtbare en vruchtbare isotopen is dat splijtbare isotopen materiaal zijn dat een splijtingsreactie kan ondergaan, terwijl een vruchtbare isotoop een materiaal is dat kan worden omgezet in een splijtbare isotoop.
