Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Nükleer dönüşüm, bir kimyasal element ya da bir izotopun birbirine dönüşmesidir. Her element (ya da herhangi birinin izotopu) atomlarındaki proton (ve nötron) sayılarıyla tanımlanırlar. Başka bir deyişle, atom çekirdeği içindeki proton ya da nötron sayısında değişim gerçekleştiğinde nükleer dönüşüm meydana gelir.
Bir dönüşüm, ya nükleer tepkimeler (çekirdek dışındaki bir parçacığın etkileşimi ile) ya da başka bir dış etmene ihtiyaç duyulmadığında radyoaktif bozunma ile gerçekleştirilebilir.
Geçmişte yıldız nükleosentezi ile gerçekleşen doğal dönüşüm, günümüzde evrende var olduğunu bildiğimiz ağır kimyasal elementleri meydana getirmiştir.
Dönüşüm teknolojisi büyük ölçüde radyoaktif yarılanma ömrüne azaltarak insan popülasyonları üzerindeki radyoaktif atıkların uzun vadeli olumsuz etkileri azaltma potansiyeline sahiptir.
Tüm radyoaktif bozunmalar veya nükleer reaksiyonlar dönüşüne sebep olmaz, ancak tüm dönüşüm ya çürümeye veya nükleer reaksiyon neden olur. En yaygın radyoaktif bozunma türleri gama bozunması ve iç dönüşüm alakalı işlemlerdir. Ancak, çoğu diğer tip bozunma (dönüşüm), radyoizotopların dönüşmesine sebep olur. Benzer şekilde, birkaç nükleer reaksiyon uygulamasında, çoğu nükleer reaksiyonlar ve nükleer türleri doğal olarak gözlemlemek için tüm kimyasal elementlerin var olmasına rağmen, dönüşüme neden olmaz.
Bir tür doğal dönüşüm gözlemlenebilir olduğunda bazı radyoaktif elementler alfa ya da beta bozunumu gibi mevcut doğa tarafından kendiliğinden çürüme sürecine neden olur. Örnek olarak doğal çürüme potasyum-40'ın argon-40'a, argonun havadaki en çok olan formu, dönüşmesi. Ayrıca Dünya üzerinde, kozmik ışın bombardıman (örneğin, karbon-14) ve zaman zaman da doğal nötron bombardımanı (örneğin, ) nedeniyle doğal mutasyondan farklı mekanizma doğal nükleer reaksiyonlar meydana gelir.
Yapay dönüşüm elemanları çekirdek yapısında değişikliklere neden olmak için yeterli enerjiye sahip makineler oluşturabilir. Yapay dönüşüme sebep olan makineler parçacık hızlandırıcı ve tokamak içerebilir. Geleneksel fisyon güç reaktörü bu yapay dönüşüme sebep olabilir ancak ancak yapay olarak üretilen nükleer zincir reaksiyonu bir fisyon tarafından üretilen nötron eleman açar.
Yapay nükleer dönüşüm, radyo aktif atığın hacmini ve tehlikesini azaltmak için olası bir mekanizma olarak kabul edilmiştir.
Tarih
Dönüşüm terimi simya'ya kadar uzanmaktadır. Simyacılar, temel metalleri altın dönüştürmek için yeteneğe sahip felsefe taşını takip etmişlerdir, chrysopoeia dönüşümü. Simyacılar genellikle mistik ya da dini bir süreç için bir metafor olarak chrysopoeia anlaşılır olsa da, bazı uygulayıcılar literal bir yorumu kabul eder ve fiziksel deney yoluyla altın yapmaya çalışır. Metalik dönüşüm imkansızlığı simya, simyacı, filozof ve Orta Çağlardan beri bilim adamları arasında tartışılan bir olgu olmuştur. Sözde simya dönüşümünü yasa dışı ilan edildi ve on dördüncü yüzyılın başlarında alay edilmeye başlandı. Michael Maier ve Heinrich Khunrath gibi simyacılar, altın yapma hilelerini içerdiğini iddia ettikleri yazılar yayınladılar. 1720 de, altın içine maddelerin fiziksel dönüşümlerinin takip eden herhangi biri artık pek yoktu. Antoine Lavoisier, 18. yüzyılda elementlerin simya teorisini modern teori ile kimyasal elementlerin ve atomlarının yerini aldı(simya teorisinden yuvarlar), John Dalton daha da çeşitli kimyasal süreçleri açıklamak için kavramlar geliştirdi. Atomlu ayrışma simyacılar ile elde edilebilir çok daha fazla enerji konularında ayrı bir işlemdir.
İlk bilinçli modern fizik Frederick Soddy ile birlikte uygulandı. 1901 yılında Ernest Rutherford, radyoaktif olduğunu keşfettiği toryumun kendi kendine dönüştüğünü keşfetti. Sonra Soddy bağırdı: "Rutherford, bu dönüşüm! " Rutherford "demiyorlar, Tanrı aşkına, Soddy için geri tersledi dönüşüm. Onlar simyacılar olarak başımıza gerekecek."
Rutherford ve Soddy doğal dönüşümleri, radyoaktif ve alfa bozunumunun bir parçası olarak gözlemledi. Ancak 1919 yılında, Rutherford azot'u oksijene dönüştürmeyi başardı, azot yönelik alfa parçacıkları kullanarak, 14 N + α → 17 O + p. Bu ilk gözlem, nükleer reaksiyon yani bir reaksiyon işlemi, içinde bir çürüme partiküllerinin bir atom çekirdeği dönüştürülmesi için kullanılır. En sonunda, 1932 yılında, tam yapay nükleer reaksiyon ve nükleer dönüşüm Rutherford'un meslektaşları tarafından sağlanmıştır John Cockcroft ve Ernest Walton iki alfa parçacıkları içine çekirdeğini bölmek için lityum-7 karşı yapay hızlandırılmış protonlar kullanırlar. Modern olmamasına rağmen başarı, halk arasında ", atomu parçalamaktan" olarak bilinen nükleer fisyon tarafından 1938 yılında keşfedilen reaksiyon Otto Hahn, Lise Meitner ağır elementler ve bunların yardımcısı Fritz Strassmann'ın.
Daha sonra yirminci yüzyılda yıldız içindeki unsurların dönüşümü, evrende ağır elementlerin göreceli bolluk için muhasebesi yapıldı. Big Bang ve diğer üretildi ilk beş element, kozmik ışın süreçleri, yıldız nükleosentez bordan daha ağır elementlerin bolluğundan sorumluydu. Onların içinde 1.957 sayfa kağıt Yıldız Elementlerin Sentezi, William Alfred Fowler, Margaret Burbidge, ve Fred Hoyle esasen tüm hafif kimyasal elementlerin ama bolluğu süreci ile açıklanabilir olduğunu ve yıldızların nükleosentezindeki işlemleri açıkladılar.
Bu gerçek nükleer dönüşümünü altında, simyacılar hararetle takip edenlerdi ters reaksiyon daha kurşun içine altın açmak için çok daha kolaydır. Nükleer denemeler başarıyla altın içine kurşunu dönüştürmüştür, ancak gider kadar herhangi bir kazanç yoktur. Bu yolla kurşun içine altın dönüştürmek daha kolay olacaktır, nükleer reaktörde altın bırakarak nötron yakalama ve beta bozunumu uzun bir süre için kolaylaştırır.
Glenn Seaborg bizmut altın için birkaç bin atom üretti ama net bir kayıp.
Altın sentezi ile ilgili daha fazla bilgi için değerli metaller sentezine bakınız.
197Au + n → 198Au (yarı ömrü 2.7 gün) → 198Hg + n → 199Hg + n → 200Hg + n → 201Hg + n → 202Hg + n → 203Hg (yarı ömrü 47 gün) → 203Tl + n → 204Tl (yarı ömrü 3.8 yıl) → 204Pb
Evrendeki dönüşüm
Yukarıda işaret edildiği gibi, Büyük Patlama (dahil olmak üzere tüm hidrojen kaynağı olduğu düşünülmektedir döteryum evrenin) ve helyum. Hidrojen ve helyum birlikte evrende sıradan maddenin kütlesinin %98'ini oluşturmaktadır.
Yıldız nükleosentezi olarak evrende doğal olarak oluşan diğer elementlerin hepsi sorumludur kararlı izotoplar ve ilkel nüklidin gelen, karbon için plutonyum. Bunlar yıldız oluşumu sırasında, Big Bang'den sonra gerçekleşti. Demire karbon bazlı hafif elementler yıldızla oluşan ve uzaya yayımlanan asimptotik dev dal (AGB) yıldızlı. Bunlar dış atmosfere kapalı "ponponları", nikel ve demir karbon bazı ögeleri içeren kırmızı dev bir türüdür. Tüm elemanlar atom ağırlığı daha büyük 64 atomik kütle birimi üretilen süpernova çekirdek adlı hafif çekirdekleri reaksiyon vasıtasıyla yıldızlı nötron yakalama: iki işlem içine alt böler r-işlem ve s işlem.
Güneş Sistemi gibi çok yıldızlı önceden oluşturulan toz taneleri daha ağır elementleri içeren hidrojen ve helyumdan bir buluttan, yaklaşık 4.6 milyar yıl önce şimdiki yoğunlaşmış olduğu düşünülmektedir. Bu taneler evrenin tarihinin erken dönüşümünü oluşturduğu ağır unsurları içeriyordu.
Yıldız Dönüşümün bu doğal süreçlerin tümü kendi galaksimizde ve diğerleri bugün hala devam ediyor. Örneğin, üst nova yıldızlı gözlemlenen ışık eğrileri SN 1987A bunları alan radyoaktif nikel ve kobalt büyük miktarda patlayıcı göstermektedir. Ancak, bu madde küçük toprak ulaşır. Yeryüzünde bugün çoğu doğal dönüşüm aracısı kozmik ışınlar (örneğin karbon-14 üretimi gibi) ve radyoaktif radyoaktif parçalanma ilkel nüklitlerin (örneğin güneş sisteminin ilk oluşumundan arta kalan potasyum-40, uranyum ve toryum ), artı bu nucleides ürünleri (radyum, radon, polonyum, vs.) radyoaktif bozunma. Bakınız çürüme zinciri.
Nükleer atıkların yapay dönüşümü
Genel bakış
Transuranyum elementlerinin dönüşümü (aktinitler gibi) izotoplar ve plütonyum, Neptünyum, amerikyum ve küriyum yönetimi yarattığı sorunları çözmeye yardımcı potansiyeline sahip radyoaktif atıkların, içerdiği uzun ömürlü izotopların oranını azaltır. Bir nükleer reaktör içinde hızlı nötronlar ışınlandı zaman, bu izotoplar, orijinal aktinit izotop yok ve radyoaktif ve radyoaktif olmayan füzyon ürünleri spektrum üretir, nükleer fizyon geçmesi için yapılabilir.
Aktinitler içeren seramik hedefler en zor uzun ömürlü türlerin kaldırılabilmesi için dönüşüm reaksiyonları nötron ile bombardıman edilebilir. Bunlar, (Am, Zr), N, (Am, Y) aktinit-içeren katı çözeltilerin oluşabilir N, (Zr, Cm) O 2, (Zr, Cm, Am) O 2, (Zr, Am, Y) O 2 ya da AMO olarak sadece aktinit fazlar 2, NPO 2, NPN, MgO gibi bazı atıl fazlar karışık AmN, mgal 2 O 4 (Zr, Y) O 2, TiN ve ZrN. Radyoaktif olmayan atıl fazların rolü nötron ışınlama altında hedef stabil mekanik davranış sağlamak için esas olarak.
Reaktör çeşitleri
Örneğin, reaktörlerde dönüşüm plütonyumun MOX yakıtların içine işlenmesi olabilir. Ağır elementler hızlı reaktörler de dönüştürülebilir, ama muhtemelen daha etkili olarak bilinen bir altkritik reaktörde enerji amplifikatörü, Carlo Rubbia tarafından geliştirilmiştir. Füzyon nötron kaynaklarının uygun olduğu ayrıca ileri sürülmüştür.
Yakıt tipleri
Döngüsünün sonunda (EOC) çevrim (BOC) başında başlangıç bileşimi içinde plütonyum birleştirmek ve bu elemanın daha küçük bir miktarına sahip çeşitli yakıtların vardır. Döngüsü sırasında, plütonyum elektrik üreten bir güç reaktöründe yanmış olabilir. Bu işlem, bir elektrik üretim açısından değil, aynı zamanda yeniden işleme nedeniyle harcanan nükleer yakıt (SNF) çıkan silah programına ve plütonyum gelen ihtiyaç fazlası silah plütonyum tüketen onun yeteneği.
Karışık oksit yakıt (MOX) bunlardan biridir. Plütonyum ve uranyum oksit harmanı ağırlıklı hafif su reaktörleri (LWR) kullanılan düşük zenginleştirilmiş uranyum (LEU) yakıta alternatif oluşturmaktadır. Plütonyum yanmış olacak, ancak uranyum, MOX mevcut olduğundan, ikinci nesil plütonyum ışınım U-238 yakalama ve birbirini takip eden iki beta eksi dönüşümü (bozunumu) yoluyla imal edilecektir.
Plütonyum ve toryumlu yakıtlar da bir diğer seçenektir. Bunlarda, plütonyum fisyon yayımlanan nötron Th-232 tarafından yakalanır. Bu ışıma yakalanmasından sonra, Th-232 üretimi ile sonuçlanan, bölünebilen U-233 izotopu azalır, iki P eksi'ye maruz kalır ve Th-233 olur. Th-232 için ışınım yakalama kesiti U-238 den daha bölünebilir yakıt için daha yüksek bir dönüşüm ve üç kat daha fazla verimli U-238 olmasıdır. Yakıtta proton yokluğu nedeniyle, üretilen hiçbir ikinci nesil plütonyum yoktur ve MOX yakıtlarında daha yüksek yanmış plütonyum miktarı olacaktır. Bununla birlikte, bölünebilen U-233, yakıtta mevcut olacaktır. Silah dereceli ve reaktör dereceli plütonyum, silah sınıfı plütonyum Pu-239'un miktarının daha büyük bir azalma olduğunu gösterir, plütonyum toryum yakıtlarında kullanılabilir.
Dönüşümün arkasındaki mantık
Plütonyum ve diğer aktinitlerin izotopları uzun ömürlü olma eğilimindedir ve yarı ömürleri radyoaktif fisyon ürünleri kısa ömürlü olma eğilimi ise binlerce yıl içindedir. Atık yönetimi açısından bakıldığında, aktinitlerin dönüşüm çok uzun vadeli radyoaktif tehlikeyi ortadan kaldırır ve çok daha kısa vadeli bir diğeriyle değiştirir.
Bir radyoizotop tehdidi dahil olmak kimyasal ve biyolojik elemanın özelliklerinin birçok faktör tarafından etkilenir olduğunu anlamak önemlidir. Örnek olarak, sezyum nispeten kısa ömre sahiptir ve biyolojik yarılanma ömrü ise (1 ila 4 ay) stronsiyum ve radyum hem çok uzun biyolojik yarı ömürleri vardır. Bunun sonucunda stronsiyum-90 ve radyum daha zarar çok daha edebiliyoruz sezyum-137 verilen bir etkinlik yutulur zaman.
Uzun biyolojik yarılanma ömürleri çok ve çünkü aktinitler çoğu radyotoksik olan alfa yayıcılar. Dönüşümün niyet içine aktinitler dönüştürmek olduğunu fisyon ürünleri. Fisyon ürünleri çok radyoaktif, ancak faaliyetin çoğunluğu kısa bir süre içinde bozulacaktır. En endişe verici kısa ömürlü fisyon ürünleri gibi vücutta birikir olan iyot tiroid bezinde biriken iyot-131, ancak umulmaktadır [kim tarafından?] Iyi tasarımı ile nükleer yakıt ve dönüşüm tesisi böyle fisyon ürünleri insanlar ve çevreleri izole ve çürümeye izin verilebilir. Orta vadede en yüksek endişe fisyon ürünleri Stronsiyum-90 ve sezyum-137 vardır; her ikisi de yaklaşık 30 yıllık bir yarı-ömre sahiptir. Sezyum-137 harici çoğunluğu gama işçilerin yaşadığı dozdan sorumludur ve 2005 yılında, Çernobil de olduğu gibi. Bu orta ömürlü izotoplar çürümüş kalan izotoplar çok daha küçük bir tehdit olacaktır.
Uzun ömürlü fisyon ürünleri
Bazı radyoaktif füzyon ürünleri dönüşümünü daha kısa ömürlü radyoizotoplara dönüştürülebilir. Bir yıldan fazla yarılanma ömrüne sahip tüm fisyon ürünleri dönüşümü, Grenoble de incelenmiştir değişken sonuşlar elde edilmiştir.
90-Sr ve Cs-137, yaklaşık 30 yıllık yarı ömürleri ile, yüzlerce yıldır bir ölçekte kullanılan nükleer yakıt en büyük radyasyon yayıcılar vardır ve onlar düşük olması nedeniyle kolayca dönüştürelemese de olmayan nötron soğurma kesitleri vardır. Bunlar çürüme kadar, sadece yerleri muhafaza edilmelidir. Bunlar çürüme kadar depolama uzunluk, gerekli olduğu göz önüne alındığında, daha kısa yarılanma ömrü ile füzyon ürünleri de saklanabilir.
Bir sonraki daha uzun ömürlü fisyon ürünü Sm-151'dir. 90 yıl yarılanma ömrü vardır ve nükleer yakıt halen kullanılmaktadır. Ancak, etkili bir nükleer atık olan Sm-151 transmuting diğer izotoplarının ayrılmayı gerektirecek samaryum. Küçük miktarlarda ve düşük enerjili radyoaktivite göz önüne alındığında, Sm-151 90-Sr ve Cs-137 daha az tehlikelidir ve de çürümeye terk edilebilir.
7 uzun ömürlü fisyon ürünü vardır. Onlar 16 milyon ile 211.000 yıl içinde çok daha uzun yarı ömürleri var. Bunlardan ikisi, Tc-99 ve I-129, potansiyel tehlikeleri olmayan ortamda yeteri kadar hareketli olan serbest ya da aynı elementin izotop karışımı çoğunlukla serbest ve dönüşümü desteklemek için küçük ama yeterli nötron kesitleri var. Ayrıca, Tc-99 U-238'in doppler reaktörü istikrarı için negatif geri besleme ile yerini alabilir. Önerilen dönüşüm programların çalışmalarının çoğu varsayım 99 Tc, 129 I diğer fisyon ile transmutation için hedef olarak ve transuranics ürünleri, aktivasyon ürünleri ve muhtemelen yeniden işlenmiş uranyum atığı olarak kalır.
Kalan 5 uzun ömürlü fisyon ürünleri, Se-79, Sn-126 ve Pd-107 (en azından bugünün sadece küçük miktarlarda üretilen termal nötron, U-235 -burning hafif su reaktörü olmalı ve son iki) nispeten atıl. Diğer iki, Zr-93 ve CS-135, büyük miktarlarda üretilir, fakat bir ortamda aynı zamanda son derece hareketli değildir. Ayrıca, aynı elemanın diğer izotoplarını büyük miktarlarda karıştırılır.
Ayrıca bakınız
Kaynakça
- ^ http://www.oecd-nea.org/trw/ 2 Mart 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde . "Transmutation of Radioactive Waste."
- ^ John Hines, II, R. F. Yeager.
- ^ Lawrence Principe.
- ^ Muriel Howorth,Pioneer Research on the Atom: The Life Story of Frederick Soddy, New World, London 1958, pp 83-84; Lawrence Badash, Radium, Radioactivity and the Popularity of Scientific Discovery, Proceedings of the American Philosophical Society 122,1978: 145-54; Thaddeus J. Trenn, The Self-Splitting Atom: The History of the Rutherford-Soddy Collaboration, Taylor & Francis, London, 1977, pp 42, 58-60, 111-17.
- ^ . 2 Eylül 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ocak 2016.
- ^ William Alfred Fowler, Margaret Burbidge, Geoffrey Burbidge, and Fred Hoyle, 'Synthesis of the Elements in Stars', Reviews of Modern Physics, vol. 29, Issue 4, pp. 547–650
- ^ Anne Marie Helmenstine, Turning Lead into Gold: Is Alchemy Real? 17 Temmuz 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde ., About.com:Chemistry, retrieved January 2008
- ^ B.E. Burakov, M.I Ojovan, W.E. Lee.
- ^ Rita Plukiene, Evolution Of Transuranium Isotopic Composition In Power Reactors And Innovative Nuclear Systems For Transmutation 27 Eylül 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde ., PhD Thesis, Vytautas Magnus University, 2003, retrieved January 2008
- ^ Takibayev A., Saito M., Artisyuk V., and Sagara H., 'Fusion-driven transmutation of selected long-lived fission products 14 Ocak 2012 tarihinde Wayback Machine sitesinde .', Progress in nuclear energy, Vol. 47, 2005, retrieved January 2008.
- ^ Transmutation of Transuranic Elements and Long Lived Fission Products in Fusion Devices, Y. Gohar, 19 Temmuz 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde . Argonne National Laboratory
- ^ Schwenk-Ferrero, A. (2013). "German Spent Nuclear Fuel Legacy: Characteristics and High-Level Waste Management Issues" (PDF). Science and Technology of Nuclear Installations. s. 293792. doi:10.1155/2013/293792. 2 Mart 2014 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 5 Nisan 2013.
- ^ "Cesium-RELEVANCE TO PUBLIC HEALTH" (PDF). cdc.gov. 27 Mayıs 2016 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 5 Nisan 2013.
- ^ "Method for net decrease of hazardous radioactive nuclear waste materials - US Patent 4721596 Description". 12 Nisan 2016 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 5 Ocak 2016.
- ^ Transmutation of Selected Fission Products in a Fast Reactor
- ^ "The Nuclear Alchemy Gamble - Institute for Energy and Environmental Research" (PDF). 14 Şubat 2012 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 5 Ocak 2016.
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Nukleer donusum bir kimyasal element ya da bir izotopun birbirine donusmesidir Her element ya da herhangi birinin izotopu atomlarindaki proton ve notron sayilariyla tanimlanirlar Baska bir deyisle atom cekirdegi icindeki proton ya da notron sayisinda degisim gerceklestiginde nukleer donusum meydana gelir Bir donusum ya nukleer tepkimeler cekirdek disindaki bir parcacigin etkilesimi ile ya da baska bir dis etmene ihtiyac duyulmadiginda radyoaktif bozunma ile gerceklestirilebilir Gecmiste yildiz nukleosentezi ile gerceklesen dogal donusum gunumuzde evrende var oldugunu bildigimiz agir kimyasal elementleri meydana getirmistir Donusum teknolojisi buyuk olcude radyoaktif yarilanma omrune azaltarak insan populasyonlari uzerindeki radyoaktif atiklarin uzun vadeli olumsuz etkileri azaltma potansiyeline sahiptir Tum radyoaktif bozunmalar veya nukleer reaksiyonlar donusune sebep olmaz ancak tum donusum ya curumeye veya nukleer reaksiyon neden olur En yaygin radyoaktif bozunma turleri gama bozunmasi ve ic donusum alakali islemlerdir Ancak cogu diger tip bozunma donusum radyoizotoplarin donusmesine sebep olur Benzer sekilde birkac nukleer reaksiyon uygulamasinda cogu nukleer reaksiyonlar ve nukleer turleri dogal olarak gozlemlemek icin tum kimyasal elementlerin var olmasina ragmen donusume neden olmaz Bir tur dogal donusum gozlemlenebilir oldugunda bazi radyoaktif elementler alfa ya da beta bozunumu gibi mevcut doga tarafindan kendiliginden curume surecine neden olur Ornek olarak dogal curume potasyum 40 in argon 40 a argonun havadaki en cok olan formu donusmesi Ayrica Dunya uzerinde kozmik isin bombardiman ornegin karbon 14 ve zaman zaman da dogal notron bombardimani ornegin nedeniyle dogal mutasyondan farkli mekanizma dogal nukleer reaksiyonlar meydana gelir Yapay donusum elemanlari cekirdek yapisinda degisikliklere neden olmak icin yeterli enerjiye sahip makineler olusturabilir Yapay donusume sebep olan makineler parcacik hizlandirici ve tokamak icerebilir Geleneksel fisyon guc reaktoru bu yapay donusume sebep olabilir ancak ancak yapay olarak uretilen nukleer zincir reaksiyonu bir fisyon tarafindan uretilen notron eleman acar Yapay nukleer donusum radyo aktif atigin hacmini ve tehlikesini azaltmak icin olasi bir mekanizma olarak kabul edilmistir TarihDonusum terimi simya ya kadar uzanmaktadir Simyacilar temel metalleri altin donusturmek icin yetenege sahip felsefe tasini takip etmislerdir chrysopoeia donusumu Simyacilar genellikle mistik ya da dini bir surec icin bir metafor olarak chrysopoeia anlasilir olsa da bazi uygulayicilar literal bir yorumu kabul eder ve fiziksel deney yoluyla altin yapmaya calisir Metalik donusum imkansizligi simya simyaci filozof ve Orta Caglardan beri bilim adamlari arasinda tartisilan bir olgu olmustur Sozde simya donusumunu yasa disi ilan edildi ve on dorduncu yuzyilin baslarinda alay edilmeye baslandi Michael Maier ve Heinrich Khunrath gibi simyacilar altin yapma hilelerini icerdigini iddia ettikleri yazilar yayinladilar 1720 de altin icine maddelerin fiziksel donusumlerinin takip eden herhangi biri artik pek yoktu Antoine Lavoisier 18 yuzyilda elementlerin simya teorisini modern teori ile kimyasal elementlerin ve atomlarinin yerini aldi simya teorisinden yuvarlar John Dalton daha da cesitli kimyasal surecleri aciklamak icin kavramlar gelistirdi Atomlu ayrisma simyacilar ile elde edilebilir cok daha fazla enerji konularinda ayri bir islemdir Ilk bilincli modern fizik Frederick Soddy ile birlikte uygulandi 1901 yilinda Ernest Rutherford radyoaktif oldugunu kesfettigi toryumun kendi kendine donustugunu kesfetti Sonra Soddy bagirdi Rutherford bu donusum Rutherford demiyorlar Tanri askina Soddy icin geri tersledi donusum Onlar simyacilar olarak basimiza gerekecek Rutherford ve Soddy dogal donusumleri radyoaktif ve alfa bozunumunun bir parcasi olarak gozlemledi Ancak 1919 yilinda Rutherford azot u oksijene donusturmeyi basardi azot yonelik alfa parcaciklari kullanarak 14 N a 17 O p Bu ilk gozlem nukleer reaksiyon yani bir reaksiyon islemi icinde bir curume partikullerinin bir atom cekirdegi donusturulmesi icin kullanilir En sonunda 1932 yilinda tam yapay nukleer reaksiyon ve nukleer donusum Rutherford un meslektaslari tarafindan saglanmistir John Cockcroft ve Ernest Walton iki alfa parcaciklari icine cekirdegini bolmek icin lityum 7 karsi yapay hizlandirilmis protonlar kullanirlar Modern olmamasina ragmen basari halk arasinda atomu parcalamaktan olarak bilinen nukleer fisyon tarafindan 1938 yilinda kesfedilen reaksiyon Otto Hahn Lise Meitner agir elementler ve bunlarin yardimcisi Fritz Strassmann in Daha sonra yirminci yuzyilda yildiz icindeki unsurlarin donusumu evrende agir elementlerin goreceli bolluk icin muhasebesi yapildi Big Bang ve diger uretildi ilk bes element kozmik isin surecleri yildiz nukleosentez bordan daha agir elementlerin bollugundan sorumluydu Onlarin icinde 1 957 sayfa kagit Yildiz Elementlerin Sentezi William Alfred Fowler Margaret Burbidge ve Fred Hoyle esasen tum hafif kimyasal elementlerin ama bollugu sureci ile aciklanabilir oldugunu ve yildizlarin nukleosentezindeki islemleri acikladilar Bu gercek nukleer donusumunu altinda simyacilar hararetle takip edenlerdi ters reaksiyon daha kursun icine altin acmak icin cok daha kolaydir Nukleer denemeler basariyla altin icine kursunu donusturmustur ancak gider kadar herhangi bir kazanc yoktur Bu yolla kursun icine altin donusturmek daha kolay olacaktir nukleer reaktorde altin birakarak notron yakalama ve beta bozunumu uzun bir sure icin kolaylastirir Glenn Seaborg bizmut altin icin birkac bin atom uretti ama net bir kayip Altin sentezi ile ilgili daha fazla bilgi icin degerli metaller sentezine bakiniz 197Au n 198Au yari omru 2 7 gun 198Hg n 199Hg n 200Hg n 201Hg n 202Hg n 203Hg yari omru 47 gun 203Tl n 204Tl yari omru 3 8 yil 204PbEvrendeki donusumYukarida isaret edildigi gibi Buyuk Patlama dahil olmak uzere tum hidrojen kaynagi oldugu dusunulmektedir doteryum evrenin ve helyum Hidrojen ve helyum birlikte evrende siradan maddenin kutlesinin 98 ini olusturmaktadir Yildiz nukleosentezi olarak evrende dogal olarak olusan diger elementlerin hepsi sorumludur kararli izotoplar ve ilkel nuklidin gelen karbon icin plutonyum Bunlar yildiz olusumu sirasinda Big Bang den sonra gerceklesti Demire karbon bazli hafif elementler yildizla olusan ve uzaya yayimlanan asimptotik dev dal AGB yildizli Bunlar dis atmosfere kapali ponponlari nikel ve demir karbon bazi ogeleri iceren kirmizi dev bir turudur Tum elemanlar atom agirligi daha buyuk 64 atomik kutle birimi uretilen supernova cekirdek adli hafif cekirdekleri reaksiyon vasitasiyla yildizli notron yakalama iki islem icine alt boler r islem ve s islem Gunes Sistemi gibi cok yildizli onceden olusturulan toz taneleri daha agir elementleri iceren hidrojen ve helyumdan bir buluttan yaklasik 4 6 milyar yil once simdiki yogunlasmis oldugu dusunulmektedir Bu taneler evrenin tarihinin erken donusumunu olusturdugu agir unsurlari iceriyordu Yildiz Donusumun bu dogal sureclerin tumu kendi galaksimizde ve digerleri bugun hala devam ediyor Ornegin ust nova yildizli gozlemlenen isik egrileri SN 1987A bunlari alan radyoaktif nikel ve kobalt buyuk miktarda patlayici gostermektedir Ancak bu madde kucuk toprak ulasir Yeryuzunde bugun cogu dogal donusum aracisi kozmik isinlar ornegin karbon 14 uretimi gibi ve radyoaktif radyoaktif parcalanma ilkel nuklitlerin ornegin gunes sisteminin ilk olusumundan arta kalan potasyum 40 uranyum ve toryum arti bu nucleides urunleri radyum radon polonyum vs radyoaktif bozunma Bakiniz curume zinciri Nukleer atiklarin yapay donusumuGenel bakis Transuranyum elementlerinin donusumu aktinitler gibi izotoplar ve plutonyum Neptunyum amerikyum ve kuriyum yonetimi yarattigi sorunlari cozmeye yardimci potansiyeline sahip radyoaktif atiklarin icerdigi uzun omurlu izotoplarin oranini azaltir Bir nukleer reaktor icinde hizli notronlar isinlandi zaman bu izotoplar orijinal aktinit izotop yok ve radyoaktif ve radyoaktif olmayan fuzyon urunleri spektrum uretir nukleer fizyon gecmesi icin yapilabilir Aktinitler iceren seramik hedefler en zor uzun omurlu turlerin kaldirilabilmesi icin donusum reaksiyonlari notron ile bombardiman edilebilir Bunlar Am Zr N Am Y aktinit iceren kati cozeltilerin olusabilir N Zr Cm O 2 Zr Cm Am O 2 Zr Am Y O 2 ya da AMO olarak sadece aktinit fazlar 2 NPO 2 NPN MgO gibi bazi atil fazlar karisik AmN mgal 2 O 4 Zr Y O 2 TiN ve ZrN Radyoaktif olmayan atil fazlarin rolu notron isinlama altinda hedef stabil mekanik davranis saglamak icin esas olarak Reaktor cesitleri Ornegin reaktorlerde donusum plutonyumun MOX yakitlarin icine islenmesi olabilir Agir elementler hizli reaktorler de donusturulebilir ama muhtemelen daha etkili olarak bilinen bir altkritik reaktorde enerji amplifikatoru Carlo Rubbia tarafindan gelistirilmistir Fuzyon notron kaynaklarinin uygun oldugu ayrica ileri surulmustur Yakit tipleri Dongusunun sonunda EOC cevrim BOC basinda baslangic bilesimi icinde plutonyum birlestirmek ve bu elemanin daha kucuk bir miktarina sahip cesitli yakitlarin vardir Dongusu sirasinda plutonyum elektrik ureten bir guc reaktorunde yanmis olabilir Bu islem bir elektrik uretim acisindan degil ayni zamanda yeniden isleme nedeniyle harcanan nukleer yakit SNF cikan silah programina ve plutonyum gelen ihtiyac fazlasi silah plutonyum tuketen onun yetenegi Karisik oksit yakit MOX bunlardan biridir Plutonyum ve uranyum oksit harmani agirlikli hafif su reaktorleri LWR kullanilan dusuk zenginlestirilmis uranyum LEU yakita alternatif olusturmaktadir Plutonyum yanmis olacak ancak uranyum MOX mevcut oldugundan ikinci nesil plutonyum isinim U 238 yakalama ve birbirini takip eden iki beta eksi donusumu bozunumu yoluyla imal edilecektir Plutonyum ve toryumlu yakitlar da bir diger secenektir Bunlarda plutonyum fisyon yayimlanan notron Th 232 tarafindan yakalanir Bu isima yakalanmasindan sonra Th 232 uretimi ile sonuclanan bolunebilen U 233 izotopu azalir iki P eksi ye maruz kalir ve Th 233 olur Th 232 icin isinim yakalama kesiti U 238 den daha bolunebilir yakit icin daha yuksek bir donusum ve uc kat daha fazla verimli U 238 olmasidir Yakitta proton yoklugu nedeniyle uretilen hicbir ikinci nesil plutonyum yoktur ve MOX yakitlarinda daha yuksek yanmis plutonyum miktari olacaktir Bununla birlikte bolunebilen U 233 yakitta mevcut olacaktir Silah dereceli ve reaktor dereceli plutonyum silah sinifi plutonyum Pu 239 un miktarinin daha buyuk bir azalma oldugunu gosterir plutonyum toryum yakitlarinda kullanilabilir Donusumun arkasindaki mantik Plutonyum ve diger aktinitlerin izotoplari uzun omurlu olma egilimindedir ve yari omurleri radyoaktif fisyon urunleri kisa omurlu olma egilimi ise binlerce yil icindedir Atik yonetimi acisindan bakildiginda aktinitlerin donusum cok uzun vadeli radyoaktif tehlikeyi ortadan kaldirir ve cok daha kisa vadeli bir digeriyle degistirir Bir radyoizotop tehdidi dahil olmak kimyasal ve biyolojik elemanin ozelliklerinin bircok faktor tarafindan etkilenir oldugunu anlamak onemlidir Ornek olarak sezyum nispeten kisa omre sahiptir ve biyolojik yarilanma omru ise 1 ila 4 ay stronsiyum ve radyum hem cok uzun biyolojik yari omurleri vardir Bunun sonucunda stronsiyum 90 ve radyum daha zarar cok daha edebiliyoruz sezyum 137 verilen bir etkinlik yutulur zaman Uzun biyolojik yarilanma omurleri cok ve cunku aktinitler cogu radyotoksik olan alfa yayicilar Donusumun niyet icine aktinitler donusturmek oldugunu fisyon urunleri Fisyon urunleri cok radyoaktif ancak faaliyetin cogunlugu kisa bir sure icinde bozulacaktir En endise verici kisa omurlu fisyon urunleri gibi vucutta birikir olan iyot tiroid bezinde biriken iyot 131 ancak umulmaktadir kim tarafindan Iyi tasarimi ile nukleer yakit ve donusum tesisi boyle fisyon urunleri insanlar ve cevreleri izole ve curumeye izin verilebilir Orta vadede en yuksek endise fisyon urunleri Stronsiyum 90 ve sezyum 137 vardir her ikisi de yaklasik 30 yillik bir yari omre sahiptir Sezyum 137 harici cogunlugu gama iscilerin yasadigi dozdan sorumludur ve 2005 yilinda Cernobil de oldugu gibi Bu orta omurlu izotoplar curumus kalan izotoplar cok daha kucuk bir tehdit olacaktir Uzun omurlu fisyon urunleri Bazi radyoaktif fuzyon urunleri donusumunu daha kisa omurlu radyoizotoplara donusturulebilir Bir yildan fazla yarilanma omrune sahip tum fisyon urunleri donusumu Grenoble de incelenmistir degisken sonuslar elde edilmistir 90 Sr ve Cs 137 yaklasik 30 yillik yari omurleri ile yuzlerce yildir bir olcekte kullanilan nukleer yakit en buyuk radyasyon yayicilar vardir ve onlar dusuk olmasi nedeniyle kolayca donusturelemese de olmayan notron sogurma kesitleri vardir Bunlar curume kadar sadece yerleri muhafaza edilmelidir Bunlar curume kadar depolama uzunluk gerekli oldugu goz onune alindiginda daha kisa yarilanma omru ile fuzyon urunleri de saklanabilir Bir sonraki daha uzun omurlu fisyon urunu Sm 151 dir 90 yil yarilanma omru vardir ve nukleer yakit halen kullanilmaktadir Ancak etkili bir nukleer atik olan Sm 151 transmuting diger izotoplarinin ayrilmayi gerektirecek samaryum Kucuk miktarlarda ve dusuk enerjili radyoaktivite goz onune alindiginda Sm 151 90 Sr ve Cs 137 daha az tehlikelidir ve de curumeye terk edilebilir 7 uzun omurlu fisyon urunu vardir Onlar 16 milyon ile 211 000 yil icinde cok daha uzun yari omurleri var Bunlardan ikisi Tc 99 ve I 129 potansiyel tehlikeleri olmayan ortamda yeteri kadar hareketli olan serbest ya da ayni elementin izotop karisimi cogunlukla serbest ve donusumu desteklemek icin kucuk ama yeterli notron kesitleri var Ayrica Tc 99 U 238 in doppler reaktoru istikrari icin negatif geri besleme ile yerini alabilir Onerilen donusum programlarin calismalarinin cogu varsayim 99 Tc 129 I diger fisyon ile transmutation icin hedef olarak ve transuranics urunleri aktivasyon urunleri ve muhtemelen yeniden islenmis uranyum atigi olarak kalir Kalan 5 uzun omurlu fisyon urunleri Se 79 Sn 126 ve Pd 107 en azindan bugunun sadece kucuk miktarlarda uretilen termal notron U 235 burning hafif su reaktoru olmali ve son iki nispeten atil Diger iki Zr 93 ve CS 135 buyuk miktarlarda uretilir fakat bir ortamda ayni zamanda son derece hareketli degildir Ayrica ayni elemanin diger izotoplarini buyuk miktarlarda karistirilir Ayrica bakinizNotron aktivasyonu Nukleer enerjiKaynakca http www oecd nea org trw 2 Mart 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde Transmutation of Radioactive Waste John Hines II R F Yeager Lawrence Principe Muriel Howorth Pioneer Research on the Atom The Life Story of Frederick Soddy New World London 1958 pp 83 84 Lawrence Badash Radium Radioactivity and the Popularity of Scientific Discovery Proceedings of the American Philosophical Society 122 1978 145 54 Thaddeus J Trenn The Self Splitting Atom The History of the Rutherford Soddy Collaboration Taylor amp Francis London 1977 pp 42 58 60 111 17 2 Eylul 2012 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 5 Ocak 2016 William Alfred Fowler Margaret Burbidge Geoffrey Burbidge and Fred Hoyle Synthesis of the Elements in Stars Reviews of Modern Physics vol 29 Issue 4 pp 547 650 Anne Marie Helmenstine Turning Lead into Gold Is Alchemy Real 17 Temmuz 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde About com Chemistry retrieved January 2008 B E Burakov M I Ojovan W E Lee Rita Plukiene Evolution Of Transuranium Isotopic Composition In Power Reactors And Innovative Nuclear Systems For Transmutation 27 Eylul 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde PhD Thesis Vytautas Magnus University 2003 retrieved January 2008 Takibayev A Saito M Artisyuk V and Sagara H Fusion driven transmutation of selected long lived fission products 14 Ocak 2012 tarihinde Wayback Machine sitesinde Progress in nuclear energy Vol 47 2005 retrieved January 2008 Transmutation of Transuranic Elements and Long Lived Fission Products in Fusion Devices Y Gohar 19 Temmuz 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde Argonne National Laboratory Schwenk Ferrero A 2013 German Spent Nuclear Fuel Legacy Characteristics and High Level Waste Management Issues PDF Science and Technology of Nuclear Installations s 293792 doi 10 1155 2013 293792 2 Mart 2014 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 5 Nisan 2013 Cesium RELEVANCE TO PUBLIC HEALTH PDF cdc gov 27 Mayis 2016 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 5 Nisan 2013 Method for net decrease of hazardous radioactive nuclear waste materials US Patent 4721596 Description 12 Nisan 2016 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 5 Ocak 2016 Transmutation of Selected Fission Products in a Fast Reactor The Nuclear Alchemy Gamble Institute for Energy and Environmental Research PDF 14 Subat 2012 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 5 Ocak 2016