Bölünebilir ve verimli izotoplar arasındaki temel fark, bölünebilir izotopların fisyon reaksiyonuna girebilen malzeme olması, verimli izotopun ise bölünebilir bir izotopa dönüştürülebilen bir malzeme olmasıdır.
Bölünebilir izotop ve verimli izotop terimleri nükleer kimya kategorisine girer. çekirdeklerinde (izotoplar) aynı sayıda protona sahip, farklı sayıda nötrona sahip, radyoaktif olan iki farklı atom türü tanımlarlar. Fisyon reaksiyonu ve füzyon reaksiyonu olmak üzere iki ana nükleer reaksiyon türü vardır. Bu bölünebilir izotop ve verimli izotop, fisyon reaksiyonlarında faydalıdır.
Bölünebilir İzotoplar nelerdir?
Bölünebilir izotoplar, fisyon reaksiyonlarına girebilen atomlardır. Bunlar da bölünebilir malzemeler olarak adlandırılır. Bazı iyi bilinen bölünebilir malzemeler arasında Uranium-235, Plutonium-239 ve Uranium-233 bulunur. Ancak bu üç türden sadece Uranyum-235 doğal olarak bulunurken diğer ikisi sırasıyla Uranyum-238 ve Toryum-232'den oluşan sentetik kimyasal türlerdir.
Şekil 01: Plütonyum İzotop
U-235, çekirdeğinde 92 proton ve 143 nötrondan oluşan kimyasal element Uranyum'un bir izotopudur. Uranyumun kimyasal sembolü 23592U olarak verilmiştir. U-235'in doğal bolluğu yaklaşık %0.72'dir. Bu izotopun kütlesi yaklaşık 235.043 amu'dur.
Plütonyum, atom numarası 94 ve Pu sembolü olan yapay bir kimyasal elementtir. Periyodik element tablosunda, aktinit serilerinde f blok elementler arasında Plütonyum bulunabilir. Oda sıcaklığında ve basıncında katı haldedir. Bu elementin elektron konfigürasyonu [Rn]5f67s2 şeklinde verilebilir. Bu nedenle f orbitalinde altı elektrona sahiptir.
Bereketli İzotoplar nelerdir?
Bereketli izotoplar, bölünebilir izotoplara dönüşebilen atomlardır. Bu verimli izotoplar, düşük enerjili nötronlara sahip oldukları için kendi kendilerine fisyona uğramazlar. Sadece kendilerini bölünebilir izotoplara dönüştürerek fisyona uğrayabilirler. Doğal olarak oluşan verimli izotopların bazı yaygın örnekleri arasında Toryum-232 ve Uranyum-238 bulunur. Bu ikisi, doğal olarak oluşan tek verimli izotoplardır.
Şekil 02: Bereketli İzotopların Bölünebilir İzotoplara Dönüştürülmesi
Bereketli izotopların bölünebilir izotoplara dönüştürülmesi, izotopların nükleer reaktörlerde ışınlanması yoluyla yapılır. Burada nötronlar bu izotoplarla birleşerek onları bölünebilir hale getirir. Bu dönüşümden sonra yeni oluşan bölünebilir malzeme radyoaktif bozunmaya uğrayabilir. Toryum-232 ve Uranyum-238 bölünebilir izotoplara dönüştürüldüğünde, bu izotoplar sırasıyla Plütonyum-239 ve Uranyum-233 olur.
Bölünebilir ve Bereketli İzotoplar Arasındaki Fark Nedir?
Bölünebilir ve verimli izotoplar arasındaki temel fark, bölünebilir izotopların fisyon reaksiyonuna girebilen malzeme olması, verimli izotop ise bölünebilir izotopa dönüştürülebilen bir malzeme olmasıdır. Ayrıca, bölünebilir izotoplar doğrudan fisyon reaksiyonlarına girebilirken, verimli izotoplar doğrudan fisyona giremez. Uranyum-235, Plutonyum-239 ve Uranyum-233 bölünebilir izotopların örnekleridir, Toryum-232 ve Uranyum-238 ise verimli izotopların örnekleridir.
Aşağıdaki tablo bölünebilir ve verimli izotoplar arasındaki farkı özetler.
Özet – Bölünebilir ve Verimli İzotoplar
Bölünebilir izotop ve verimli izotop terimleri esas olarak nükleer kimyada kullanılır. Bölünebilir ve verimli izotoplar arasındaki temel fark, bölünebilir izotopların fisyon reaksiyonuna girebilen malzeme olması, verimli izotop ise bölünebilir izotopa dönüştürülebilen bir malzeme olmasıdır.
