Der Hauptunterschied zwischen Radioaktivität und Transmutation besteht darin, dass sich Radioaktivität auf eine natürliche Transmutation bezieht, während sich Transmutation auf die Umwandlung eines chemischen Elements in ein anderes auf natürlichem oder künstlichem Wege bezieht.
Sowohl Radioaktivität als auch Transmutation sind chemische Prozesse, bei denen Atomkerne verändert werden, um aus einem bestehenden chemischen Element ein neues chemisches Element zu bilden. Radioaktivität ist eine Art Umwandlungsprozess.
Was ist Radioaktivität?
Radioaktivität ist ein anorganischer Prozess der spontanen Kernumwandlung, der zur Bildung neuer Elemente führt. Das bedeutet, dass Radioaktivität die Fähigkeit eines Stoffes ist, Strahlung freizusetzen. Wir können viele verschiedene radioaktive Elemente in der Natur finden, und einige sind auch synthetisch. Typischerweise ist der Kern eines normalen (nicht radioaktiven) Atoms stabil. In den Kernen radioaktiver Elemente besteht ein Ungleichgewicht des Verhältnisses von Neutronen zu Protonen, was sie instabil macht. Daher neigen diese Kerne dazu, Teilchen zu emittieren, um stabil zu werden, und dieser Vorgang wird als radioaktiver Zerfall bezeichnet.
Normalerweise hat ein radioaktives Element eine Zerfallsrate: Halbwertszeit. Die Halbwertszeit eines radioaktiven Elements beschreibt die Zeit, die ein radioaktives Element benötigt, um auf die Hälfte seiner ursprünglichen Menge abzunehmen. Die resultierenden Transformationen umfassen Alpha-Teilchenemission, Beta-Teilchenemission und orbitalen Elektroneneinfang. Alphateilchen, die von einem Atomkern emittiert werden, wenn das Verhältnis von Neutronen zu Protonen zu niedrig ist. Beispielsweise ist Th-228 ein radioaktives Element, das Alphateilchen mit unterschiedlichen Energien emittieren kann. Bei der Beta-Teilchenemission wird ein Neutron in einem Kern durch Emission eines Beta-Teilchens in ein Proton umgewandelt. P-32, H-3, C-14 sind reine Betastrahler. Radioaktivität wird in den Einheiten Becquerel oder Curie gemessen.
Wenn Radioaktivität in der Natur vorkommt, nennen wir das natürliche Radioaktivität. Uran ist das schwerste natürlich vorkommende Element (Ordnungszahl 92). Diese instabilen Kerne können jedoch im Labor hergestellt werden, indem man sie mit langsamen Neutronen beschießt. Dann können wir es künstliche Radioaktivität nennen. Obwohl es radioaktive Isotope von Thorium und Uran gibt, bedeutet künstliche Radioaktivität, dass wir eine Reihe von Trans-Uran-Elementen erzeugen, die zur Radioaktivität fähig sind.
Was ist Transmutation?
Transmutation ist der chemische Prozess der Veränderung der Struktur von Atomen in den Atomkernen, der zur Umwandlung eines chemischen Elements in ein anderes chemisches Element führt. Es gibt zwei Arten der Transmutation als natürliche und künstliche Transmutation.
Natürliche Transmutation ist eine nukleare Transmutation, die natürlich vorkommt. Dabei ändert sich die Anzahl der Protonen oder Neutronen in den Atomkernen, wodurch sich das chemische Element verändert. Diese Art der natürlichen Transmutation findet im Kern von Sternen statt; wir nennen es stellare Nukleosynthese (im Kern der Sterne erzeugen Kernfusionsreaktionen neue chemische Elemente). In den meisten Sternen finden diese Fusionsreaktionen unter Beteiligung von Wasserstoff und Helium statt. Große Sterne können jedoch durch schwere Elemente wie Eisen chemische Fusionsreaktionen eingehen.
Abbildung 01: Stellare Nukleosynthese
Künstliche Transmutation ist eine Art von Transmutation, die wir als künstlichen Prozess durchführen können. Diese Art von Transmutationen erfolgt durch den Beschuss eines Atomkerns mit einem anderen Teilchen. Diese Reaktion kann ein bestimmtes chemisches Element in ein anderes chemisches Element umwandeln. Die erste experimentelle Reaktion für diese Reaktion war der Beschuss eines Stickstoffatoms mit einem Alpha-Teilchen zur Erzeugung von Sauerstoff. Normalerweise zeigt das neu gebildete chemische Element Radioaktivität. Wir bezeichnen diese Elemente als Tracer-Elemente. Die am häufigsten zum Beschuss verwendeten Teilchen sind Alphateilchen und Deuteron.
Was ist der Unterschied zwischen Radioaktivität und Transmutation?
Sowohl Radioaktivität als auch Transmutation sind chemische Prozesse, bei denen Atomkerne verändert werden, um aus einem bestehenden chemischen Element ein neues chemisches Element zu bilden. Der Hauptunterschied zwischen Radioaktivität und Transmutation besteht darin, dass sich Radioaktivität auf die natürliche Transmutation bezieht, während sich Transmutation auf die Umwandlung eines chemischen Elements in ein anderes auf natürliche oder künstliche Weise bezieht.
Die folgende Infografik fasst den Unterschied zwischen Radioaktivität und Transmutation zusammen.
Zusammenfassung – Radioaktivität vs. Transmutation
Sowohl Radioaktivität als auch Transmutation sind chemische Prozesse, bei denen Atomkerne verändert werden, um aus einem bestehenden chemischen Element ein neues chemisches Element zu bilden. Der Hauptunterschied zwischen Radioaktivität und Transmutation besteht darin, dass sich Radioaktivität auf die natürliche Transmutation bezieht, während sich Transmutation auf die Umwandlung eines chemischen Elements in ein anderes auf natürliche oder künstliche Weise bezieht.
