Πυρηνική αντίδραση εναντίον Χημικής Αντίδρασης
Όλες οι αλλαγές που συμβαίνουν στο περιβάλλον οφείλονται είτε σε χημικές είτε σε πυρηνικές αντιδράσεις. Τι σημαίνουν αυτά και πώς διαφέρουν το ένα από το άλλο συζητείται παρακάτω.
Χημική Αντίδραση
Η χημική αντίδραση είναι μια διαδικασία μετατροπής ενός συνόλου ουσιών σε ένα άλλο σύνολο ουσιών. Οι ουσίες στην αρχή της αντίδρασης είναι γνωστές ως αντιδρώντα και οι ουσίες μετά την αντίδραση γνωστές ως προϊόντα. Όταν ένα ή περισσότερα αντιδρώντα μετατρέπονται σε προϊόντα, μπορεί να υποστούν διαφορετικές τροποποιήσεις και αλλαγές ενέργειας. Οι χημικοί δεσμοί στα αντιδρώντα σπάνε και νέοι δεσμοί σχηματίζονται για να δημιουργήσουν προϊόντα, τα οποία είναι εντελώς διαφορετικά από τα αντιδρώντα. Αυτό το είδος χημικής τροποποίησης είναι γνωστό ως χημικές αντιδράσεις. Οι χημικές αντιδράσεις περιγράφονται χρησιμοποιώντας χημικές εξισώσεις. Υπάρχουν πολλές μεταβλητές που ελέγχουν τις αντιδράσεις. Μερικοί από αυτούς τους παράγοντες είναι οι συγκεντρώσεις των αντιδρώντων, οι καταλύτες, η θερμοκρασία, τα αποτελέσματα των διαλυτών, το pH και μερικές φορές οι συγκεντρώσεις του προϊόντος κ.λπ. Κυρίως, μελετώντας τη θερμοδυναμική και την κινητική, μπορούμε να βγάλουμε πολλά συμπεράσματα για μια αντίδραση και να τα ελέγξουμε. Η θερμοδυναμική είναι η μελέτη των μετασχηματισμών της ενέργειας. Ασχολείται μόνο με την ενεργειακή και τη θέση της ισορροπίας σε μια αντίδραση. Δεν έχει τίποτα να πει για το πόσο γρήγορα επιτυγχάνεται η ισορροπία. Αυτή η ερώτηση ανήκει στον τομέα της κινητικής.
Ο ρυθμός αντίδρασης είναι απλώς η ένδειξη της ταχύτητας της αντίδρασης. Έτσι μπορεί να θεωρηθεί ως μια παράμετρος, η οποία καθορίζει πόσο γρήγορη ή αργή είναι η αντίδραση. Φυσικά, ορισμένες αντιδράσεις είναι πολύ αργές, επομένως δεν μπορούμε καν να δούμε την αντίδραση να λαμβάνει χώρα εάν δεν την παρατηρήσουμε για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Για παράδειγμα, η διάβρωση των πετρωμάτων με χημικές διεργασίες είναι μια αργή αντίδραση που λαμβάνει χώρα με τα χρόνια. Αντίθετα, η αντίδραση ενός κομματιού καλίου με το νερό είναι πολύ γρήγορη. Έτσι, παράγοντας μεγάλη ποσότητα θερμότητας, και θεωρείται ως μια έντονη αντίδραση. Εξετάστε την ακόλουθη αντίδραση όπου τα αντιδρώντα Α και Β εισέρχονται στα προϊόντα Γ και Δ.
a A + b B → c C + d D
Ο ρυθμός για την αντίδραση μπορεί να δοθεί σε ένα από τα δύο αντιδρώντα ή προϊόντα.
Rate=-1/a × d[A]/dt=-1/b × d[B]/dt=1/c × d[C]/dt=1/d × d[D] /dt
Εδώ, τα a, b, c και d είναι στοιχειομετρικοί συντελεστές των αντιδρώντων και προϊόντων. Για τα αντιδρώντα, η εξίσωση ρυθμού γράφεται με αρνητικό πρόσημο, επειδή τα προϊόντα εξαντλούνται καθώς προχωρά η αντίδραση. Καθώς όμως τα προϊόντα αυξάνονται, δίνονται θετικά σημάδια.
Πυρηνική Αντίδραση
Οι πυρήνες ενός ατόμου ή υποατομικά σωματίδια συμμετέχουν στις πυρηνικές αντιδράσεις. Η πυρηνική σχάση και η πυρηνική σύντηξη είναι οι δύο κύριοι τύποι πυρηνικών αντιδράσεων. Οι πυρηνικές αντιδράσεις χρησιμοποιούνται κυρίως για την παραγωγή ενέργειας καθώς παράγει ενέργεια σε πολύ υψηλότερες πτυχές από τις χημικές αντιδράσεις. Σε μια αντίδραση σχάσης, ένας μεγάλος ασταθής πυρήνας χωρίζεται σε μικρότερους-σταθερούς πυρήνες και, κατά τη διαδικασία, απελευθερώνεται ενέργεια. Σε μια αντίδραση σύντηξης, δύο τύποι πυρήνων συνδυάζονται μαζί, απελευθερώνοντας ενέργεια.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Πυρηνικής και Χημικής Αντίδρασης;
• Στις χημικές αντιδράσεις, τα άτομα, τα ιόντα, τα μόρια ή οι ενώσεις δρουν ως αντιδρώντα ενώ, στις πυρηνικές αντιδράσεις, συμμετέχουν πυρήνες ατόμων ή υποατομικά σωματίδια.
• Στις χημικές αντιδράσεις, οι αλλαγές συμβαίνουν στα ηλεκτρόνια των ατόμων. Στις πυρηνικές αντιδράσεις, αλλαγές συμβαίνουν κυρίως στον πυρήνα των ατόμων.
• Η ενέργεια που εμπλέκεται στις πυρηνικές αντιδράσεις είναι πολύ υψηλότερη από εκείνη των χημικών αντιδράσεων.
• Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης εξαρτάται από παράγοντες όπως η πίεση και η θερμοκρασία, αλλά οι πυρηνικές αντιδράσεις δεν εξαρτώνται από αυτούς τους παράγοντες, όπως οι χημικές αντιδράσεις.
