Was sind Nuklide?
Nuklide sind Atome mit einer festgelegten Anzahl von Protonen und Neutronen. Normalerweise sind sie Isotope eines Elements und können stabil oder instabil sein. Instabile Nuklide sind radioaktiv. Es sind ungefähr 1.700 Nuklide bekannt, von denen 1.400 radioaktiv sind.
Die Begriffe "Nuklid" und "Isotop" werden manchmal synonym verwendet, sind aber keine Synonyme. Isotope sind Mengen desselben Elements mit unterschiedlich vielen Neutronen. Isotope sind Nuklide, aber Nuklide sind nicht unbedingt Isotope.
Elemente werden durch die Anzahl ihrer Protonen definiert. Das Periodensystem der Elemente ist nach der Anzahl der Protonen in jedem Element geordnet. Jedes Element im Periodensystem ist wie alle Isotope jedes Elements ein Nuklid.
Der wissenschaftliche Begriff für ein Nuklid lautet normalerweise A Z X. Das X steht für das Symbol des Elements, das Z für die Anzahl der Protonen oder die Ordnungszahl und das A für die Massenzahl oder die Anzahl der Protonen plus Neutronen im Element. Zum Beispiel ist Lithium Begriff 7 3 Li geschrieben. Dies sagt uns, dass Lithium drei Protonen und vier Neutronen enthält, da 7 minus 3 4 ist. Lithium hat auch mehrere Isotope, wie 6 3 L, geschrieben als Lithium-6. Lithium-6 enthält nur drei Neutronen.
Protonen stoßen sich natürlich gegenseitig ab, weil sie alle eine positive Ladung tragen. Der stabilisierende Einfluss der Neutronen ist es, der ein Element intakt hält. Wenn das Nuklid leicht ist, ist es normalerweise stabil, wenn die Anzahl der Protonen und Neutronen gleich oder nahezu gleich ist. Je schwerer das Element ist, desto größer ist das Verhältnis von Neutronen zu Protonen, um es stabil zu machen.
Instabile Nuklide sind radioaktiv und entweder natürlich vorkommend oder künstlich hergestellt. Es gibt drei Arten von Strahlung, die ein instabiles Nuklid abgibt: Alpha- oder Betateilchen oder Gammastrahlen. Alpha- und Betateilchen sind ziemlich harmlos, da sie leicht daran gehindert werden können, in den Körper zu gelangen. Gammastrahlen sind jedoch äußerst schädlich und deshalb gelten radioaktive Elemente als so gefährlich. Der Abbau eines instabilen Nuklids wird als radioaktiver Zerfall bezeichnet.
Ein instabiles Nuklid zerfällt schließlich in ein stabiles Nuklid. Jedes radioaktive Nuklid weist eine feste Zerfallsrate auf, die als Halbwertszeit bezeichnet wird. Wenn die Halbwertszeit bestimmter Elemente bekannt ist und das Verhältnis von stabilen zu instabilen Nukliden in einem bestimmten Objekt gemessen wird, können Wissenschaftler Fossilien und Artefakte datieren.
Kernkraftwerke verwenden auch Nuklide, um Energie durch einen als Spaltung bezeichneten Prozess zu erzeugen. Beim Auftreten in einem Kernreaktor zerlegt die Spaltung schwerere Nuklide in leichtere. Diese Reaktion setzt Energie frei, die von der Pflanze genutzt wird. Kernenergie wird oft als gefährlich angesehen, da das im Spaltungsprozess verwendete Nuklid Uran-235 ein radioaktives Isotop ist.