Transmutaatioita

Transmutaatioita tarkoitetaan ilmiöitä, joissa yhden atomin ydin muuttuu toisenlaiseksi ytimeksi. Sana juontaa latinankielisestä transmutatio-sanan muodosta, joka tarkoittaa muodonmuutosta. Käytettynä se viittaa sekä historiallisesti alkemiaan liittyneisiin ideoihin että nykyaikaiseen tieteelliseen käsitteeseen ydin- ja hiukkasfysikaalisista transmutaatioista.

Historian aikana alkemistit pyrkivät muuntamaan epäjaloja metalleja jalommiksi, erityisesti lyijyä kullan kaltaiseksi, sekä etsimään filosofin kiveä. Tämä asenne ja tutkimuslähestymistapa ovat vaikuttaneet kulttuuriin, vaikka kemiallisina prosesseina niitä ei toteutettu. Myöhemmin 1700–1800-luvuilla kemian ja fysiikan kehitys teki käsitteestä tieteellisesti määritelmän, jossa transmutaatio tarkoittaa ydinkäyttäytymistä eikä pelkkää symbolista muodonmuutosta.

Nykyfysiikassa transmutaatio tarkoittaa ydinmuutoksia, joissa ydin muuttuu toisenlaiseksi elementiksi. Tämä tapahtuu sekä luonnollisessa radioaktiivisessa hajoamisessa että kontrolloiduissa ydin- ja hiukkasreaktioissa, kuten neutronien tai protonien lisäyksessä, fission ja fuusion sekä spallation kautta. Esimerkkinä käytännön sovelluksesta on lääketieteessä käytettävä Tc-99m:n tuotanto, joka syntyy Mo-99:n hajoamisen seurauksena. Ydintransmutaatioita hyödynnetään myös materiaalitutkimuksessa ja ydinenergian tuotannossa sekä tutkitaan perusfysikaalisia ilmiöitä.

Transmutaatioita käsitellään myös kulttuurisesti ja fiktion alueella, missä ne tarjoavat kehyksen muutoksen mahdollisuudelle ja uusien aineiden luomiselle. Tieteessä transmutaatioiden ymmärrys on palvellut sekä soveltavaa teknologiaa että perusfysiikan tutkimusta.