Kľúčový rozdiel medzi štiepnymi a fertilnými izotopmi je v tom, že štiepne izotopy sú materiál, ktorý môže podstúpiť štiepnu reakciu, zatiaľ čo fertilný izotop je materiál, ktorý možno premeniť na štiepny izotop.
Pojmy štiepny izotop a fertilný izotop patria do kategórie jadrovej chémie. definujú dva rôzne typy atómov, ktoré majú rôzny počet neutrónov s rovnakým počtom protónov vo svojich jadrách (izotopoch), ktoré sú rádioaktívne. Existujú dva hlavné typy jadrových reakcií ako štiepna reakcia a fúzna reakcia. Tieto štiepne izotopy a fertilné izotopy sú užitočné pri štiepnych reakciách.
Čo sú štiepne izotopy?
Štiepne izotopy sú atómy, ktoré môžu podliehať štiepnym reakciám. Tieto sú tiež nazývané ako štiepne materiály. Niektoré dobre známe štiepne materiály zahŕňajú urán-235, plutónium-239 a urán-233. Avšak medzi týmito tromi druhmi sa prirodzene vyskytuje iba urán-235, zatiaľ čo ostatné dva sú syntetické chemické druhy vytvorené z uránu-238 a tória-232.
Obrázok 01: Izotop plutónia
U-235 je izotop chemického prvku urán, ktorý sa v jeho jadre skladá z 92 protónov a 143 neutrónov. Chemická značka pre urán je uvedená ako 23592U. Prirodzená abundancia U-235 je asi 0,72%. Hmotnosť tohto izotopu je približne 235,043 amu.
Plutónium je umelý chemický prvok, ktorý má atómové číslo 94 a symbol Pu. V periodickej tabuľke prvkov sa plutónium nachádza v aktinidovom rade medzi prvkami f bloku. Pri izbovej teplote a tlaku je v pevnom stave. Elektrónová konfigurácia tohto prvku môže byť uvedená ako [Rn]5f67s2 Preto má v orbitáli f šesť elektrónov.
Čo sú to úrodné izotopy?
Úrodné izotopy sú atómy, ktoré sa môžu premeniť na štiepne izotopy. Tieto úrodné izotopy sa samy nemôžu štiepiť, pretože majú neutróny s nízkou energiou. Môžu podstúpiť štiepenie iba tým, že sa premenia na štiepne izotopy. Niektoré bežné príklady prirodzene sa vyskytujúcich úrodných izotopov zahŕňajú tórium-232 a urán-238. Tieto dva sú jediné prirodzene sa vyskytujúce úrodné izotopy.
Obrázok 02: Premena úrodných izotopov na štiepne izotopy
Konverzia úrodných izotopov na štiepne izotopy sa uskutočňuje ožarovaním izotopov vo vnútri jadrových reaktorov. Tu sa neutróny kombinujú s týmito izotopmi, aby boli štiepne. Po tejto premene môže novovytvorený štiepny materiál podliehať rádioaktívnemu rozpadu. Keď sa tórium-232 a urán-238 premenia na štiepne izotopy, tieto izotopy sa stanú plutóniom-239 a uránom-233.
Aký je rozdiel medzi štiepnymi a úrodnými izotopmi?
Kľúčový rozdiel medzi štiepnymi a fertilnými izotopmi je v tom, že štiepne izotopy sú materiál, ktorý môže prejsť štiepnou reakciou, zatiaľ čo fertilný izotop je materiál, ktorý možno premeniť na štiepny izotop. Okrem toho môžu štiepne izotopy podliehať štiepnym reakciám priamo, zatiaľ čo fertilné izotopy sa nemôžu priamo štiepiť. Urán-235, Plutónium-239 a Urán-233 sú príklady štiepnych izotopov, zatiaľ čo tórium-232 a Urán-238 sú príklady úrodných izotopov.
Nasledujúca tabuľka sumarizuje rozdiel medzi štiepnymi a plodnými izotopmi.
Zhrnutie – štiepne verzus úrodné izotopy
Pojmy štiepny izotop a fertilný izotop sa používajú najmä v jadrovej chémii. Kľúčový rozdiel medzi štiepnymi a fertilnými izotopmi je v tom, že štiepne izotopy sú materiálom, ktorý môže podstúpiť štiepnu reakciu, zatiaľ čo fertilný izotop je materiál, ktorý možno premeniť na štiepny izotop.
