Als U-238 een neutron invangt, ontstaat Plutonium met massa 239. Het atoomnummer wordt dan 94. Er zijn dus twee protonen bijgekomen in de kern. Waar komen die dan vandaan?

Willy , 63 jaar
12 april 2011

Ik begrijp (of weet niet) waar de extra protonen vandaan komen om van atoomnummer 92 (Uranium) te komen tot atoomnummer 94 (Plutonium) bij het invangen van een (snel?) neutron door een U 238 kern.

Antwoord

Bij nucelaire reacties wordt soms een neutron omgezet in een proton + een electron. Dit proces is een vorm van beta-verval, meer bepaald "beta-min verval". Het omgekeerde ("beta-plus verval") kan onder bepaalde omstandigheden ook: een proton zendt een positron uit en transformeert in een neutron. Dit alles gebeurt steeds volgens de (behouds)wetten van de kwantummechanica, in het bijzonder het behoud van lading.
Het aantal neutronen in een zware atoomkern kan verschillende waarden aanneemen, men noemt dit isotopen. Zo heeft ijzer steeds 26 protonen en doorgaans 30 neutronen, maar er bestaan ook ijzerkernen met een paar neutronen meer of minder. Als je nu op zo'n kern neutronen blijft bijstoppen zal de kern op een zeker moment onstabiel worden, en wordt een neutron omgezet in een proton+electron. Dat electron is nodig omdat anders de totale lading in de omzetting niet behouden zou blijven. Zo is ijzer met 32 neutronen nog stabiel, maar met 33 niet meer. Zo'n kern zal spontaan worden omgezet in een stabiele kobaltkern, het volgend element in de tabel van Mendeleev.

Uranium(238) + neutron geeft in eerste instantie Uranium(239) dat spontaan vervalt in Neptunium(239) + electron + energie.
Dit Neptunium(239) vervalt op dezelfde manier vervolgens in Plutonium(239) + electron + energie
Dit plutonium is zelf ook niet stabiel, maar de halfwaarde tijd is zeer lang.

U(238) + n ⇒ U(239)
U(239) ⇒  Np(239) + e-   (halfwaardetijd = 23.5 dagen)
Np(239) ⇒  Pu(239) + e-   (halfwaardetijd = 2.36 dagen)

Globaal zijn dus twee neutronen omgezet in twee protonen, en gaan er twee electronen lopen met een negatieve lading zodat de totale lading-boekhouding gelijk blijft.

En daarna komt nog:
Pu(239) ⇒  U(235) + He(4)   (halfwaardetijd = 24000 jaar)

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2019
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen