transmutaatioon

Transmutaatio tarkoittaa prosessia, jossa yksi alkuaine muuttuu toiseen alkuaineeksi. Tällainen muutos tapahtuu pääasiassa ydinreaktioissa, joissa atomin ydin muuttuu protoniluvultaan toiseksi. Kemialliset reaktiot eivät yleensä muuta alkuaineen identiteettiä, joten transmutaatio viittaa ydinkäyttäytymiseen. Alun perin käsite liittyi alkemiaan, mutta nykyfysiikassa transmutaatio on todellinen ilmiö.

Historian valossa transmutaatio on vanha idea. Moderni todistusaineisto tuli 1900-luvulla; Rutherfordin ja Soddy’n työn myötä osoitettiin, että alkuaineet voivat muuntua toisiksi ydinreaktioissa. Esimerkiksi 14N:n muuntuminen 17O:ksi alfa-iskun seurauksena todisti transmutaatioiden mahdollisuuden.

Luonnossa transmutaatio tapahtuu radioaktiivisen hajoamisen sekä neutronien ja muiden hiukkasten törmäysten kautta. Ihmisen toimesta transmutaatio saavutetaan ydinreaktoreissa, hiukkaskiihdyttimissä ja spallaatioissa. Ydinmuutokset voivat syntyä alfa- tai beta-hajoamisen kautta tai neutronin lisäämisen jälkiseurauksena.

Sovelluksia on sekä tutkimuksessa että teollisuudessa: radiolääketieteessä isotooppi on keskeinen; materiaalitutkimuksessa neutroniaktivaatiota sekä aineiden koostumuksen määrittäminen. Lisäksi transmutaatio on tutkittu keinoina käsitellä pitkäikäisiä ydinjätteitä muuntamalla ne lyhytaikaiseen säteilyyn.

Transmutaatio osoittaa, miten atomin ydin voi muuttua — ilmiö, jossa tieteen historiaan ja nykyaikaiseen ydinteknologiaan kohtaavat.