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La trasmutazione è l’azione e il risultato del trasformare qualcosa in qualcos’altro; in chimica , è il risultato della trasformazione di un elemento chimico in un altro . Questo può avvenire naturalmente o sinteticamente. L’esempio più comune è la fusione nucleare.
Definizione e caratteristiche principali
Il termine trasmutazione si riferisce all’azione e all’effetto del verbo “trasmutare”. Questo verbo deriva dal latino transmutare , che a sua volta è composto dal prefisso trans , che indica un movimento di trasferimento, e dal verbo mutare , che può essere tradotto con “mutare” o “cambiare”.
In senso generale, la trasmutazione è definita come qualsiasi trasformazione di un oggetto o elemento in un altro. Tuttavia, questa definizione differisce in alcuni dettagli secondo altre discipline. Ad esempio, in alchimia, la trasmutazione era la conversione di elementi di base in metalli preziosi, principalmente oro. Gli alchimisti, infatti, cercarono senza successo di sviluppare una pietra filosofale in grado di trasmutare oggetti comuni in oro.
In chimica, invece, la trasmutazione è la conversione di un elemento chimico in un altro. Questa trasformazione può avvenire naturalmente o attraverso un metodo artificiale. Il decadimento radioattivo, la fissione nucleare e la fusione nucleare sono esempi di trasmutazione.
Attualmente, gli scienziati possono trasmutare elementi bombardando il nucleo di un atomo con particelle, costringendolo a cambiare il suo numero atomico, diventando così un altro elemento.
Origine della trasmutazione
La trasmutazione è un concetto strettamente legato all’origine dell’alchimia. Questa è una pratica che combina conoscenze provenienti da diversi campi, come la chimica, la fisica, la metallurgia, la medicina, l’arte, il misticismo, l’astrologia e la semiotica.
Sebbene l’alchimia si concentrasse su diversi progetti, i più importanti nel corso della storia furono il suo obiettivo di trasformare il piombo e altri elementi in oro e la ricerca della pietra filosofale, per ottenere la vita eterna o raggiungere detta trasmutazione.
Nel Medioevo la trasmutazione ebbe il suo apice, anche se senza successo nell’ottenere metalli preziosi, e successivamente fu proibita. Nel XVIII secolo, l’alchimia fu in gran parte sostituita dalla chimica, dopo che Antoine Lavoisier e John Dalton proposero la teoria atomica.
Fino ad allora, l’obiettivo dell’alchimia era convertire il piombo da un metallo di base in oro. Sebbene non abbia raggiunto questo obiettivo, fisici e chimici in seguito hanno imparato a trasmutare gli elementi.
La prima trasmutazione vera e propria fu registrata nel 1901. A quel tempo, il chimico Frederick Soddy e il fisico Ernest Rutherford osservarono che il torio veniva trasformato in radio attraverso il decadimento radioattivo.
Quasi un secolo dopo, nel 1980, il chimico americano Glenn Seaborg convertì il bismuto in oro. Ci sono anche rapporti secondo cui è stato in grado di trasmutare anche una piccola quantità di piombo in oro, forse durante i suoi tentativi di trasformare il bismuto in oro.
Come avviene la trasmutazione
La trasmutazione può avvenire naturalmente in elementi contenenti nuclei instabili. Ciò può avvenire per fissione nucleare, dove il nucleo più pesante si divide in due nuclei più leggeri. Il processo opposto, la fusione nucleare, avviene a temperature estremamente elevate e può anche causare trasmutazione.
La trasmutazione sintetica o artificiale può essere eseguita in diversi modi. Uno di questi sta usando un reattore nucleare e irradiando mercurio o platino, per produrre isotopi radioattivi. Se si usa il mercurio-196 come isotopo di partenza, la cattura lenta di neutroni seguita dalla cattura di elettroni può produrre l’unico isotopo stabile, l’oro-197.
Tuttavia, dalla scoperta dell’atomo, è noto che le reazioni chimiche influenzano fondamentalmente gli elettroni nel guscio dell’atomo. Ma la trasmutazione implica la modifica dei nuclei atomici. Per questo motivo, per trasformare un elemento in un altro, occorre modificare il numero di protoni nel nucleo.
Ad esempio, il piombo ha 82 protoni e l’oro 79. Pertanto, per diventare oro, il piombo deve perdere tre protoni. Ciò non solo è possibile nella pratica, ma è stato anche realizzato nella pratica. Ma per ottenere questa trasmutazione sono necessarie enormi quantità di energia e il risultato è oro più costoso di quello disponibile sul mercato. Pertanto, questo tipo di trasmutazione non è attualmente una valida alternativa.
Bibliografia
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