transmutaatio tai ydin transmutaatio on prosessi, jossa atomin ydin muuttuu. Kun protonien määrä atomin ytimessä muuttuu, kyseisen atomin identiteetti muuttuu sen muuttuessa toiseksi alkuaineeksi tai isotoopiksi. Tämä transmutaatioprosessi voi olla joko luonnollinen tai keinotekoinen.

Luonnollinen transmutaatio

luonnollinen tai spontaani transmutaatio tapahtuu epävakaissa, radioaktiivisissa alkuaineissa. Nämä alkuaineet muuttuvat vakaaksi alkuaineeksi hajoamissarjan tai hajoamisketjun aikana. Esimerkiksi uraani-238 muuttuu spontaanisti lyijy-206: ksi useiden vaiheiden kautta. Ydinmurroksia voi tapahtua luonnossa esiintyvien toriumin ja uraanin spontaanissa radioaktiivisessa hajoamisessa.

Keinotekoinen transmutaatio

keinotekoinen tai indusoitu transmutaatio tapahtuu, kun yhden alkuaineen atomeihin osuu hiukkasia lineaarikiihdyttimessä, syklotronissa tai synkrotronissa. Tämä törmäys aiheuttaa atomin muuttumisen jollakin tavalla. Kaikki alkuaineet, joiden järjestysluku on suurempi kuin 92 – kuten plutonium – ovat transmutaation kautta syntyneitä ihmisen aikaansaamia alkuaineita. Useimmissa ydinreaktioissa on kyse alkuaineiden keinotekoisesta transmutaatiosta, vaikka niihin viitataan yleensä tarkemmin ”fissiona”, ”fuusiona” tai ”säteilytyksenä” sen sijaan, että niihin viitattaisiin laajasti transmutaationa.

Keinotekoinen transmutaatio voidaan toteuttaa käyttämällä hiukkaskiihdyttimiä, jotka iskevät alkuaineisiin alfahiukkasilla, deuteroneilla tai pienillä ytimillä. Tämän prosessin myötä osa pommittavien hiukkasten protoneista jää kohdeytimeen, mikä edistää transmutaatiota eri alkuaineeksi. Ydinreaktorissa kohdeytimeen isketään neutroneilla, jolloin ytimet fissioituvat.

varhaisissa kokeissa käytettiin 214bi: n nopeita alfahiukkasia iskemään ytimeen. Vuonna 1919 Rutherford suoritti ensimmäisen ydinreaktion näiden alfahiukkasten ja typen välillä. Tässä reaktiossa typpiydin reagoi nopean heliumytimen kanssa muodostaen kaksi uutta ydintä ja protonin. Tämä osoitti, että on mahdollista transmutoida alkuaineita.Tämä johti siihen, että Rutherford, fyysikko, sai 1908 Nobelin kemianpalkinnon, pääasiallisesti alkemian suorittamisesta. Käy ilmi, että alkemia ei muuttanut lyijyä kullaksi, kuten niin monet alkemistien vuosisadat olivat toivoneet, mutta se mahdollisti joidenkin alkuaineiden muuttamisen toisiksi alkuaineiksi.

Jatkoluennaksi

• Atom
• kemia
• Elementti
• tai tutki satunnaista sivua