Kui kõrgel temperatuuril on aatomid omavahel tihedamas vastastikuses kokkupuutes või eraldavad footoneid, mis võivad samuti südamiku vibreerida.Kas sellistes tingimustes lõhustub radioaktiivne materjal kiiremini?Kas seda saab kasutada radioaktiivsest prügist vabanemiseks?
Radioaktiivsuse avastamisele järgnenud aastatel uurisid füüsikud ja keemikud (tuletame meelde, et Rutherfordile anti Nobeli keemiaauhind!) uurisid radioaktiivsete ainete kuumutamise mõju. Nad ei suutnud tuvastada mingit toimet tegevusele ja seega ka poolväärtusajale. Seda tõlgendati (niipea, kui aatom oli loodud elektronidega ümbritsetud tuumana) tõendina, et kiirgus pärines tuumast.
Argument oli - ja on siiani -, et isegi ahju temperatuuril (näiteks kuni 3000 K) on elektronkonfiguratsioonides häireid, kuid harva juhtub, et aatomid on täielikult elektronidest vabastatud ja vägivaldsed tuumadevahelised kokkupõrked olla väga haruldane. Ainult sellised kokkupõrked võivad tõenäoliselt mõjutada ebastabiilse tuuma osakese emissiooni.
Paljudel kõrgematel temperatuuridel ja tihedusel (nt tokamakis või tähes) on vägivaldsed tuumadevahelised kokkupõrked tavalised ja ma arvan, et ebastabiilsete tuumade poolestusaeg väheneks, kuid see pole nii Ma tean, tuvastatav "tavalistel" maismaatemperatuuridel.
On juba kaks head ja õiget vastust. Eriti arvestades, et OP küsib peamiselt lõhustumisprotsesside kohta, haaravad need vastused peamise füüsika. Tahaksin lihtsalt märkida, et tuumas on olemas lagunemisprotsesse, mida temperatuur mõjutab isegi toatemperatuuril.
Silmapaistev näide on kuulsad Mössbaueri tuumad, millel on tagasilöögita gamma lagunemine. Vaatame isotoopi tüüpilist näidet ja selle lagunemisahelat. 57Co laguneb radioaktiivselt (tõepoolest elektronide püüdmisega, mis toodi teise vastusena teise näitena) kuni 57Fe. Lahe on see, et see jõuab põnevasse tuumaolekusse 57Fe, mis seejärel laguneb gammefotooni vabastades.
Neid üleminekuid kasutatakse Mössbaueri spektroskoopias ja neil on palju rakendusi. Üks on uurida phononi spektreid ja võre vibratsioone, mida temperatuur mõjutab tugevalt.
Näiteks niinimetatud lamba-Mössbaueri tegur sõltub sageli otseselt temperatuurist ja on omakorda otseselt seotud joone loodusliku laiuse laienemisega ja seega poolväärtusajaga / lagunemisajaga.
Pange tähele, et see mõju ei tulene otsesest mõjust tuumale, vaid mõjust lagunemiskanalitele ja sellest tulenevale tuuma tagasilöögile. See seletab, miks temperatuuri kõikumise energiaskaalad ei pea olema tuumad.
Tundub, et ajate segi kaks eraldi mõistet. Radioaktiivse isotoobi poolestusaeg annab üksikute aatomite spontaanse lagunemise kiiruse. Lõhustuva materjali ahelreaktsiooni tõenäosus erineb selle poolestusajast.
Enamiku radioaktiivse lagunemise režiimide puhul ei sõltu radioaktiivse isotoobi poolväärtusaeg keskkonnateguritest, nagu temperatuur, rõhk, keemilised sidemed, elektri- või magnetväljad. Seda on kinnitanud väga täpsed katsed.
Ainus teadaolev erand on see, et mõningaid radioaktiivse lagunemise režiime, mis hõlmavad aatomi elektrone (näiteks elektronide püüdmine), mõjutavad veidi keemilised sidemed, mis võivad muuta ümbritsevate elektronide kestade kuju aatom. Lisateavet leiate sellest Vikipeedia artiklist.
Temperatuurist (ja paljudest muudest keskkonnateguritest) sõltub lõhustuva materjali neutronite ristlõige - tõenäosus, et ühe tuuma lagunemisel eralduv neutron suhtleb teise tuumaga . See omakorda määrab, kas ahelreaktsioon toimub või mitte.
Teised vastused on tulnud mõne eksootilise juhtumiga, kus välised tegurid, näiteks temperatuur, võivad mõjutada tuumaprotsesside mõnda aspekti (neutronite püüdmise ristlõige). Üldine vastus on aga eitav, temperatuur ei mõjuta isotoobi poolväärtusaega.
Kui soovite täpsustada, miks mõju puudub, kaaluge (nagu te oma küsimuses mainisite), et mida me temperatuurina tajume, on tegelikult aatomite vibratsioon. Saate arvutada aatomite vibratsiooni energiat erineval temperatuuril ja leiate, et keemilistes reaktsioonides saavutatud tüüpiliste temperatuuride korral on energiad mitme elektronvoldi (eV) suurusjärgus. Tuumareaktsioonid toimuvad seevastu mõne megaelektronvoldise (MeV) energia korral.
Nii et tuumareaktsioonid on umbes kuus suurusjärku energilisemad kui keemilised reaktsioonid.
Siiski on võimalus tuuma lagunemist energia lisamise abil kiirendada. Peate lihtsalt lisama energiat MeV-de skaalal. Seda saate teha intensiivse osakestekiire abil. Idee on teoreetiliselt usaldusväärne, kuid seda pole veel eksperimentaalselt välja töötatud.
On relativistlik efekt.
Erirelatiivsusteooria kohaselt tiksub (suhteliselt) liikuv kell aeglasemalt.See tähendab, et suurel kiirusel elab osake enne lagunemist keskmiselt veidi kauem.
Kõrgemal temperatuuril liiguvad gaasi osakesed kiiremini, nii et nad lagunevad natuke aeglasemalt.Mõju on tõepoolest väike, kuni nende kiirused lähenevad märgatavale valguskiiruse osale.
Olen kuulnud ainult sellest, et seda efekti täheldati osakeste kiirendites ja kosmilistes kiirtes.Teooria peaks kehtima, kui suudate piisavalt gaasi kuumutada, et relativistlikud mõjud oleksid täheldatavad (mis on pehmelt öeldes keeruline), kuid sellel temperatuuril on teil igasuguseid muid tuumaefekte.