Klíčový rozdíl mezi štěpnými a fertilními izotopy je ten, že štěpné izotopy jsou materiál, který může podstoupit štěpnou reakci, zatímco fertilní izotop je materiál, který lze přeměnit na štěpný izotop.
Pojmy štěpný izotop a fertilní izotop spadají do kategorie jaderné chemie. definují dva různé typy atomů, které mají různý počet neutronů se stejným počtem protonů ve svých jádrech (izotopech), které jsou radioaktivní. Existují dva hlavní typy jaderných reakcí jako štěpná reakce a fúzní reakce. Tyto štěpné izotopy a fertilní izotopy jsou užitečné při štěpných reakcích.
Co jsou štěpné izotopy?
Štěpné izotopy jsou atomy, které mohou podléhat štěpným reakcím. Tyto jsou také nazývány jako štěpné materiály. Některé dobře známé štěpné materiály zahrnují uran-235, plutonium-239 a uran-233. Mezi těmito třemi druhy se však přirozeně vyskytuje pouze uran-235, zatímco ostatní dva jsou syntetické chemické druhy vytvořené z uranu-238 a thoria-232.
Obrázek 01: Izotop plutonia
U-235 je izotop chemického prvku uranu, který se v jeho jádře skládá z 92 protonů a 143 neutronů. Chemická značka pro uran je uvedena jako 23592U. Přirozená abundance U-235 je asi 0,72 %. Hmotnost tohoto izotopu je asi 235,043 amu.
Plutonium je umělý chemický prvek, který má atomové číslo 94 a symbol Pu. V periodické tabulce prvků lze plutonium nalézt v aktinidové řadě mezi f blokovými prvky. Při pokojové teplotě a tlaku je v pevném stavu. Elektronová konfigurace tohoto prvku může být dána jako [Rn]5f67s2 Proto má v orbitalu f šest elektronů.
Co jsou úrodné izotopy?
Úrodné izotopy jsou atomy, které se mohou přeměnit na štěpné izotopy. Tyto úrodné izotopy se samy nemohou štěpit, protože mají neutrony s nízkou energií. Mohou podstoupit štěpení pouze přeměnou na štěpné izotopy. Některé běžné příklady přirozeně se vyskytujících úrodných izotopů zahrnují thorium-232 a uran-238. Tyto dva jsou jediné přirozeně se vyskytující úrodné izotopy.
Obrázek 02: Přeměna úrodných izotopů na štěpné izotopy
Přeměna úrodných izotopů na štěpné izotopy se provádí ozařováním izotopů uvnitř jaderných reaktorů. Zde jsou neutrony kombinovány s těmito izotopy, aby byly štěpné. Po této přeměně může nově vzniklý štěpný materiál podléhat radioaktivnímu rozpadu. Když se Thorium-232 a Uran-238 přemění na štěpné izotopy, tyto izotopy se stanou Plutoniem-239 a Uranem-233.
Jaký je rozdíl mezi štěpnými a úrodnými izotopy?
Klíčový rozdíl mezi štěpnými a fertilními izotopy je ten, že štěpné izotopy jsou materiál, který může podléhat štěpné reakci, zatímco fertilní izotop je materiál, který lze přeměnit na štěpný izotop. Kromě toho mohou štěpné izotopy podléhat štěpným reakcím přímo, zatímco fertilní izotopy nemohou podléhat štěpení přímo. Uran-235, Plutonium-239 a Uran-233 jsou příklady štěpných izotopů, zatímco Thorium-232 a Uran-238 jsou příklady úrodných izotopů.
Následující tabulka shrnuje rozdíl mezi štěpnými a plodnými izotopy.
Shrnutí – štěpné vs úrodné izotopy
Pojmy štěpný izotop a fertilní izotop se používají především v jaderné chemii. Klíčový rozdíl mezi štěpnými a úrodnými izotopy je v tom, že štěpné izotopy jsou materiálem, který může podstoupit štěpnou reakci, zatímco úrodný izotop je materiál, který lze přeměnit na štěpný izotop.
