როგორ კარგავს ატომი პროტონებს

ატომები წარმოადგენენ ყველა მატერიის ფუნდამენტურ სამშენებლო ბლოკს. ატომები შედგება მკვრივი, დადებითად დამუხტული ბირთვისგან, რომელიც შეიცავს პროტონებსა და ნეიტრონებს. უარყოფითად დამუხტული ელექტრონები ბირთვის გარშემო მოძრაობენ. კონკრეტული ელემენტის ყველა ატომს აქვს იგივე რაოდენობის პროტონი, რომელიც ცნობილია როგორც ატომური რიცხვი. არსებობს ორი ზოგადი პროცესი, რომლითაც ატომს შეუძლია დაკარგოს პროტონები. მას შემდეგ, რაც ელემენტი განისაზღვრება მისი ატომების პროტონების რაოდენობით, როდესაც ატომი კარგავს პროტონს, ის ხდება სხვა ელემენტი.

ატომის პროტონის დაკარგვის ერთ – ერთი გზაა რადიოაქტიური დაშლა, რაც ხდება მაშინ, როდესაც ატომს აქვს არასტაბილური ბირთვი. ბირთვის მდგრადობა დამოკიდებულია პროტონისა და ნეიტრონის თანაფარდობაზე. უფრო მცირე ელემენტებისათვის, როგორიცაა ნახშირბადი და ჟანგბადი, პროტონის რაოდენობა უდრის ნეიტრონების რაოდენობას, ხოლო ბირთვები სტაბილურია. უფრო მძიმე ელემენტებისათვის, როგორიცაა ურანი და პლუტონიუმი, ბევრად მეტი ნეიტრონია, ვიდრე პროტონები, და ამ ელემენტების ბირთვები უკიდურესად არასტაბილურია. სინამდვილეში, ყველა ელემენტი, რომელსაც 83-ზე მეტი პროტონი აქვს, არასტაბილურია. რადიოაქტიური დაშლის სამი ტიპი ცნობილია როგორც ალფა, ბეტა და გამა.

ალფა დაშლა არის ერთადერთი გზა, რომლის დროსაც ატომი სპონტანურად დაკარგავს პროტონებს. ალფა ნაწილაკი შედგება ორი პროტონისა და ორი ნეიტრონისგან. ეს არსებითად ჰელიუმის ატომის ბირთვია. მას შემდეგ, რაც ატომი განიცდის ალფა-ს გამოყოფას, მას აქვს ორი ნაკლები პროტონი და ხდება სხვა ელემენტის ატომი. ერთ-ერთი ასეთი პროცესია, როდესაც ურანი -238 ატომი გამოყოფს ალფა ნაწილაკს და ამის შედეგად წარმოქმნილი ატომია თორიუმ -234. ალფა დაშლა გაგრძელდება მანამ, სანამ ატომი არ მიიღებს სტაბილურ ბირთვს. ალფა ნაწილაკები შედარებით დიდია და სწრაფად შეიწოვება. ამიტომ ისინი ჰაერში შორს არ მოგზაურობენ და ისეთივე საშიში არ არის, როგორც სხვა ტიპის რადიოაქტიური დაშლა.

სხვა პროცესი, რომლის დროსაც ატომს შეუძლია დაკარგოს პროტონები, ცნობილია როგორც ბირთვული განხეთქილება. ბირთვული გახლეჩის დროს გამოიყენება ატომის ბირთვისკენ ნეიტრონების აჩქარების მოწყობილობა. ნეიტრონების ატომთან შეჯახება იწვევს ატომის ბირთვის ფრაგმენტებს. თითოეული ფრაგმენტი დაახლოებით ორიგინალი ატომის მასისაა.

ამასთან ერთად, ფრაგმენტის მასების ჯამი არ უდრის თავდაპირველი ატომის მასას. ეს იმიტომ ხდება, რომ ატომის ფრაგმენტების სახით ჩვეულებრივ გამოიყოფა რამდენიმე ნეიტრონი და მასის ნაწილი ენერგიად გარდაიქმნება. სინამდვილეში, მცირე რაოდენობით მატერია წარმოქმნის უზარმაზარ ენერგიას.

ბირთვული განხეთქილების საერთო განაცხადი ბირთვული ენერგიის წარმოებაშია. ბირთვულ ელექტროსადგურში, გახლეჩისგან მიღებული ენერგია გამოიყენება წყლის გასათბობად, რაც ქმნის ორთქლს ტურბინის დასატრიალებლად და ელექტროენერგიის წარმოქმნისთვის. შეერთებულ შტატებში ელექტროენერგიის დაახლოებით 20 პროცენტი მოდის ბირთვულ ელექტროსადგურებზე.

ბირთვული გახლეჩის კიდევ ერთი გამოყენებაა ბირთვული იარაღის დამზადება. ბირთვულ იარაღში, გამშლელი მოწყობილობა გამოიყენება გახლეჩის დასაწყებად. ერთი ფრაგმენტაცია იწვევს მეორეს, რის შედეგადაც ხდება ჯაჭვური რეაქცია, რომელიც გამოყოფს უზარმაზარ დესტრუქციულ ენერგიას.

ატომების პროტონის დაკარგვის ერთადერთი ორი გზაა რადიოაქტიური დაშლა და ბირთვული გახლეჩა. ორივე პროცესი მხოლოდ ატომებში მოხდება, რომლებსაც აქვთ არასტაბილური ბირთვები. კარგად არის ცნობილი, რომ რადიოაქტიურად ხდება ბუნებრივად და სპონტანურად. ჯ. მარვინ ჰერნდონი, ასევე არსებობს მონაცემები, რომ ბირთვული განხეთქილება ბუნებრივად ხდება დედამიწის მანტიასა და ბირთვში, არა მხოლოდ ადამიანის მიერ შექმნილ მოწყობილობებში, როგორიცაა ბირთვული ბომბები ან ელექტროსადგურების რეაქტორები.