απορία; ΟΤΑΝ ΕΧΕΙΣ ΑΠΟΡΙΑ
5.3

Μεταστοιχειώσεις - Σχάση - Σύντηξη

Αυτό που κυνηγούσαν οι αλχημιστές με χημικά μέσα, γίνεται με πυρηνικά. Και λύνεται με δύο αθροίσματα που πρέπει να βγαίνουν ίσα.

Α΄ Λυκείου · Χημεία · Ενοτητα 5 · 20 λεπτά

Το μάθημα είναι στο σχολικό βιβλίο. Δεν το αντιγράφουμε εδώ. Άνοιξε το επίσημο κεφάλαιο και γύρνα για την εξάσκηση.

Άνοιγμα βιβλίου ↗

Η σύνοψη, οι όροι και οι ασκήσεις γράφτηκαν με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης από το σχολικό βιβλίο και μπορεί να έχουν λάθη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο: ό,τι σου φαίνεται περίεργο, έλεγξέ το εκεί. Βρήκες λάθος; Γράψε μας στο aporia@signmak.com.

Σχεδιάγραμμα

Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο.

Τι έγινε

  1. Μεταστοιχείωση είναι η μετατροπή ενός στοιχείου σε άλλο μέσα από πυρηνική αντίδραση· αυθόρμητα γίνεται στα ραδιενεργά υλικά, τεχνητά πρώτα από τον Rutherford.
  2. Οι πρώτες τεχνητές μεταστοιχειώσεις πετύχαιναν σπάνια· με τους επιταχυντές (π.χ. κύκλοτρο) έγιναν εκατοντάδες και συντέθηκαν τα υπερουράνια στοιχεία.
  3. Σχάση: βαρείς πυρήνες (²³⁵U, ²³⁹Pu) βομβαρδίζονται με νετρόνια, σπάνε σε δύο μικρότερους και ελευθερώνουν νετρόνια και μεγάλη ενέργεια.
  4. Τα νετρόνια προκαλούν νέες σχάσεις: αλυσιδωτή αντίδραση. Ελεγχόμενη στον πυρηνικό αντιδραστήρα, ανεξέλεγκτη στην ατομική βόμβα.
  5. Σύντηξη: ελαφροί πυρήνες (ισότοπα του υδρογόνου) ενώνονται σε βαρύτερους με ακόμη μεγαλύτερη έκλυση ενέργειας· χρειάζεται θερμοκρασία πάνω από 10 εκατομμύρια °C και γίνεται συνεχώς στα άστρα.
  6. Στη βόμβα υδρογόνου μια αρχική σχάση ανεβάζει τη θερμοκρασία ώστε να ακολουθήσει σύντηξη.
  7. Τα πυρηνικά απόβλητα περιέχουν προϊόντα σχάσης με μεγάλους χρόνους υποδιπλασιασμού (⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, ²⁴¹Am)· προτείνονται ανακύκλωση του καυσίμου και ταφή σε κατάλληλες γεωλογικές θέσεις, με δικά τους προβλήματα.
  8. Η ανακεφαλαίωση συνοψίζει το κεφάλαιο: ακτίνες α, β, γ, διατήρηση A και Z, ημιζωή, μονάδες, ραδιοχρονολόγηση, σχάση και σύντηξη.

Πρόσωπα

Rutherford
πρώτη τεχνητή μεταστοιχείωση

Όροι

μεταστοιχείωση
στοιχείο γίνεται άλλο στοιχείο
επιταχυντής (κύκλοτρο)
πολλές τεχνητές μεταστοιχειώσεις
υπερουράνια στοιχεία
συντέθηκαν σε επιταχυντές
σχάση
βαρύς πυρήνας σπάει σε δύο μικρότερους
σχάσιμοι πυρήνες
π.χ. ²³⁵U και ²³⁹Pu
τι προκαλεί τη σχάση
βομβαρδισμός με νετρόνια
αλυσιδωτή αντίδραση
νετρόνια της σχάσης προκαλούν νέες
πυρηνικός αντιδραστήρας
ελεγχόμενη αλυσιδωτή σχάση
ατομική βόμβα
ανεξέλεγκτη, εκρηκτική σχάση
σύντηξη
ελαφροί πυρήνες ενώνονται σε βαρύτερο
θερμοκρασία σύντηξης
πάνω από 10 εκατομμύρια °C
ενέργεια των άστρων
σύντηξη υδρογόνου σε ήλιο
βόμβα υδρογόνου
σχάση που πυροδοτεί σύντηξη
πυρηνικά απόβλητα
ραδιενεργά προϊόντα σχάσης
¹³⁷Cs
προϊόν σχάσης με ημιζωή 30 χρόνια
⁹⁰Sr
προϊόν σχάσης με ημιζωή 29 χρόνια

ΠΑΙΞΕ ΤΟΑριθμοί · Τηλεπαιχνίδι · Η Σκάλα · Η Τελεία · Κρεμάλα · όλα με την ύλη αυτού του μαθήματος.

Ασκήσεις με λύσεις

Κάθε άσκηση διορθώνεται μόλις απαντήσεις και δείχνει πώς βγαίνει η σωστή απάντηση. Οι ασκήσεις φτιάχνονται για αυτή την ενότητα κάθε φορά από την αρχή. Δεν είναι οι λύσεις των ασκήσεων του σχολικού βιβλίου.

Συχνές απορίες

Πώς λύνω μια μεταστοιχείωση;

Με δύο εξισώσεις: το άθροισμα των μαζικών αριθμών αριστερά ισούται με αυτό δεξιά, και το ίδιο για τους ατομικούς.

Γιατί δεν τα κατάφεραν οι αλχημιστές;

Γιατί προσπαθούσαν με χημικά μέσα, που αγγίζουν μόνο τα ηλεκτρόνια. Ο πυρήνας αλλάζει μόνο με πυρηνικές αντιδράσεις.

Ποια η διαφορά σχάσης και σύντηξης;

Στη σχάση ένας βαρύς πυρήνας σπάει σε ελαφρύτερους. Στη σύντηξη ελαφροί ενώνονται σε βαρύτερο. Και οι δύο εκλύουν τεράστια ενέργεια.

Γιατί δεν έχουμε ακόμα αντιδραστήρες σύντηξης;

Γιατί απαιτούνται θερμοκρασίες εκατομμυρίων βαθμών για να νικηθεί η άπωση των θετικών πυρήνων, και η συγκράτηση του πλάσματος είναι εξαιρετικά δύσκολη.

Ανοίγει το μενού κοινοποίησης του κινητού σου. Αν δεν υπάρχει, αντιγράφεται ο σύνδεσμος.

Είσαι εκπαιδευτικός; Ανάρτησέ το στο Google Classroom ↗

Νέα από το aporia.gr Νέες ενότητες και ό,τι βρίσκουμε στα θέματα των Πανελληνίων, στη σελίδα μας στο Facebook.