1. Trasmutazione nucleare:
* Decadimento radioattivo: Alcuni isotopi instabili decadono spontaneamente in diversi elementi emettendo particelle come alfa, beta o radiazione gamma. Questo è un processo naturale che si verifica nei materiali radioattivi.
* Reazioni nucleari: Ciò comporta nuclei atomici bombardati con particelle come neutroni, protoni o particelle alfa. Il bombardamento può portare all'espulsione delle particelle e alla creazione di un nuovo elemento. Questo è quanti nuovi elementi sono stati scoperti ed è la base per le reazioni di fissione e fusione nucleare.
2. Trasmutazione chimica:
* Trasmutazione alchemica: Storicamente, gli alchimisti miravano a trasmutare i metalli di base come il piombo in oro. Sebbene non abbiano avuto successo in un vero senso nucleare, hanno scoperto e perfezionato i processi chimici che potrebbero trasformare sostanze ma non elementi.
* Trasformazioni chimiche: Le reazioni chimiche possono cambiare la composizione chimica di una sostanza ma non l'elemento stesso. Ad esempio, la combustione del legno lo cambia da cellulosa a cenere e CO2, ma gli elementi sottostanti (carbonio, ossigeno, idrogeno) rimangono gli stessi.
Concetti chiave:
* Numero atomico: Il numero di protoni in un atomo determina il suo elemento. La modifica del numero di protoni cambia l'elemento.
* Isotopi: Gli atomi dello stesso elemento possono avere un numero diverso di neutroni. Ciò porta agli isotopi dello stesso elemento, che possono avere diverse stabilità e sottoporsi a diversi processi di decadimento radioattivo.
* Energia: La trasmutazione nucleare richiede un ingresso di energia significativo, generalmente sotto forma di radiazioni. Questo perché le forze nucleari forti tengono insieme il nucleo.
Esempi:
* Decadimento radioattivo di Carbon-14: Carbon-14 decade in azoto-14 emettendo una particella beta.
* Fissione nucleare: L'uranio-235 si divide in elementi più leggeri come il bario e krypton quando bombardati con neutroni.
* Fusione nucleare: Gli isotopi di idrogeno si fondono per formare elio, rilasciando grandi quantità di energia.
In sintesi, la trasmutazione comporta fondamentalmente cambiare la natura di un elemento alterando la sua struttura atomica, il più spesso attraverso i processi nucleari.
