Wat zijn nucliden?
Nucliden zijn atomen met een bepaald aantal protonen en neutronen. Meestal is een isotoop van een element, ze kunnen stabiel of instabiel zijn. Onstabiele nucliden zijn radioactief. Er zijn ongeveer 1700 bekende nucliden, waarvan 1400 radioactief.
De termen "nuclide" en "isotoop" worden soms uitwisselbaar gebruikt, maar ze zijn niet synoniem. Isotopen zijn sets van hetzelfde element met een verschillend aantal neutronen. Isotopen zijn nucliden, maar nucliden zijn niet noodzakelijk isotopen.
Elementen worden bepaald door het aantal protonen dat ze bezitten. Het periodiek systeem der elementen is gerangschikt op basis van het aantal protonen in elk element. Elk element op de periodetabel is een nuclide, net als alle isotopen van elk element.
De wetenschappelijke notie voor een nuclide wordt meestal geschreven als A Z X. De X staat voor het symbool van het element, de Z voor het aantal protonen of het atoomnummer en de A staat voor het massagetal of het aantal protonen plus neutronen in het element. Het begrip lithium is bijvoorbeeld geschreven als 7 3 Li. Dit vertelt ons dat lithium drie protonen en vier neutronen bevat, aangezien 7 min 3 4 is. Lithium heeft ook verschillende isotopen, zoals 6 3 L, geschreven als lithium-6. Lithium-6 bevat slechts drie neutronen.
Protonen stoten elkaar natuurlijk af omdat ze allemaal een positieve lading dragen, dus de stabiliserende invloed van de neutronen is wat een element intact houdt. Als de nuclide licht is, is deze meestal stabiel wanneer het aantal protonen en neutronen gelijk of bijna gelijk is. Hoe zwaarder het element, hoe groter de verhouding van neutronen tot protonen die nodig is om het element stabiel te maken.
Onstabiele nucliden zijn radioactief en worden ofwel van nature voorkomend of kunstmatig gemaakt. Er zijn drie soorten straling die een instabiele nuclide uitzendt: alfa- of bèta-deeltjes of gammastralen. Alfa- en bèta-deeltjes zijn redelijk onschadelijk omdat ze gemakkelijk kunnen worden voorkomen dat ze het lichaam binnendringen. Gammastraling is echter uiterst schadelijk en daarom worden radioactieve elementen als gevaarlijk beschouwd. De afbraak van een onstabiel nuclide wordt radioactief verval genoemd.
Een instabiele nuclide vervalt uiteindelijk in een stabiele nuclide. Elke radioactieve nuclide heeft een vaste snelheid van verval, bekend als zijn halfwaardetijd. Kennis van de halfwaardetijd van bepaalde elementen en het meten van verhoudingen van stabiele versus onstabiele nucliden die in een bepaald object aanwezig zijn, stelt wetenschappers in staat om fossielen en artefacten te dateren.
Kernenergiecentrales gebruiken ook nucliden om energie te creëren door een proces dat splijting wordt genoemd. In een kernreactor splitst splijting zwaardere nucliden op in lichtere. Bij deze reactie komt energie vrij die door de plant wordt gebruikt. Kernenergie wordt vaak als gevaarlijk beschouwd omdat het nuclide dat in het splijtingsproces wordt gebruikt, Uranium-235, een radioactieve isotoop is.