Een foute verhouding tussen de aantallen protonen en neutronen veroorzaakt een onstabiele kern. Zo'n onstabiele kern heeft de neiging om op zoek te gaan naar stabiliteit.
Dat lukt alleen door wijziging van de deeltjesaantallen in de kern. Er moeten neutronen bij, of weg of het aantal protonen moet anders.
Vaak bereikt de kern stabiliteit via een reeks van dit soort veranderingen die miliseconden tot miljoenen jaren kunnen duren.
Dit type veranderingen die de kern zelf bestuurt noemen we "natuurlijke radioactiviteit". Het zijn natuurlijke kernreacties.
Het kan ook anders: Er zijn kunstmatige vormen van kernreacties, waarbij een atoomkern beschoten wordt met bepaalde zeer energierijke deeltjes;
de kernen worden dan dus kunstmatig onstabiel gemaakt.
Dit hele verschijnsel noemen we dus radioactiviteit die natuurlijk kan zijn of kunstmatig.
De stappen die een atoom tot zijn beschikking heeft om te veranderen zijn de volgende twee mogelijkheden.
De twee soorten verandering die de kern kan ondergaan:
Een neutron kan veranderen in een proton, waarbij het een electron maakt, verliest en wegzendt met veel energie (=β-straling).
Dit gebeurt in principe als een atoom teveel neutronen heeft.
De tweede mogelijkheid waar het atoom over beschikt is om een pakketje van vier nucleonen weg te sturen, samengesteld uit 2 protonen en 2 neutronen.
Zo'n pakketje wordt ook wel een α-deeltje genoemd of α-straling. Dit proces heeft de voorkeur als er niet genoeg neutronen in de kern zitten.
Voor kernreacties hebben we ook "kernreactievergelijkingen":
(natuurlijke kernreactie)
(natuurlijke kernreactie)
(kunstmatige kernreactie)
Opdracht 4
Francium(221) is een alfa-radioactieve isotoop. Geef de vergelijking van de kernreactie.
Brandstof voor kerncentrales kan zijn Uranium(235) waarvan de kernen een neutron vangen en dan een kernreactie starten die zeer exotherm is.
De andere isotoop, Uranium(238) kan ook een neutron vangen en Plutonium(239) vormen. Dit Plutonium kan weer dienen als grondstof bij de productie van atoombommen.
Opdracht 5
Geef de vergelijking van de kernreactie van de vorming van Plutonium.
(natuurlijke kernreactie)
(natuurlijke kernreactie)
(kunstmatige kernreactie)