Mi a radioaktivitás lényege? És az atomenergia?

Vannak instabil atommagok, amik idővel elbomlanak. Tipikusan valamilyen elem valamelyik izotópja, amiben nem optimális a neutronok száma (túl kevés vagy túl sok), de vannak olyan elemek is, amiknek egyetlen izotópja sem stabil. A bomlási időt a felezési idővel szokták jellemezni, vagyis hogy mennyi idő alatt bomlik el az atomok fele.

A bomlás során pl. két proton és két neutron (vagyis egy helium atommag) távozik az atommagból, ez az alfa sugárzás. A béta bomláskor egy neutron protonná alakul, és egy elektron sugárzódik ki. (Van ezeken kívül másféle is...)

Ezeknél a bomlásoknál az atom átalakul egy másik kémiai elem atomjává, hiszen változik benne a protonok száma (tömegszám).

Atomenergia:

Az atommagot a magerők tartják egyben. Ezek az erők nem változnak lineárisan az atommagban lévő nukleonok számával, gyakorlatilag megjósolhatatlan, hogy hogyan alakulnak. (Az egy nukleonra eső kötési energia a vas és nikkel környékén a legnagyobb, utána csökken.) A kötési energia miatt egy atom tömege nem egyszerűen a nukleonjai tömegének az összege.

Nézzük az urán-235 izotópot. Ennek atomtömege 235,0439

Alfa bomlással lesz belőle Tórium-231, atomtömege 231,0363

A hélium-4 (alfa részecske) atomtömege 4,0026

Ha az utóbbi kettőt összeadjuk, csak 235,0389-et kapunk, vagyis eltűnt 0,005 gramm mólonként. Ez az E=mc² képlet szerinti nagyságú energiának felel meg: 449,4 gigajoule/mol

Az atomenergia ebből a tömegváltozásból származik.