Lehetséges egy elemi anyagot megváltoztatni?

Természetesen. Eleve izotópoknak hívják az adott elemi anyag változatait, ha csak a neutron számban térnek el.

Protont azaz gyakorlatilag hidrogén atommagot is tudunk különösebb gond nélkül "belőni" az atomokba. Kisebb rendszámú elemeknél azt új elemmé varázsolva azt, nagyobbaknál széthasítva azt két kisebbre.

Technikailag tudnánk akár aranyat is csinálni, csak éppen sokkal drágább lenne, mint bányászni.

Csinálunk is aranyat.

Kb. 100-szor annyiba kerül, mint bányászni.

Évtizedek óta csináljuk. Lényegében minden atomerőmű erre az elvre épít, egész pontosan a maghasadásra.

Leegyszerűsítve: izomból belőnek egy neutront az atommagba (ez lehet uránium pl.), ami ettől széthasad. A mutatvány során igen nagy mennyiségű energia szabadul fel, ebből állítunk elő villamosenergiát.

---

A fúzió egy kicsit nehezebb tészta, ekkor könnyű elemekből összepréseléssel állítunk elő nehezebb elemet. Ez is energiafelszabadulással jár.

(Most nem akarom bonyolítani azzal, hogy az egyiknél miért a széthasítás szabadít fel energiát, a másiknál miért az összerántás)

Ezt is meg tudjuk oldani itt, laboratóriumi körülmények közt. A probléma ott van, hogy bitang nagy energiára van szükség ahhoz, hogy a hidrogént úgy összenyomd, hogy méltóztasson héliummá avanzsálni. Ergo: nem éri meg. Több e befektetett energia, mint amit nyerünk vele.

---

Egyébként, ha nagyon szőrszálhasogatóak akarunk lenni, ezek, hogy hidrogén, meg urán, nem is elemi részecskék, hiszen tovább bonthatóak kvarkokká. Na, ezek a szubatomi részecskék azok, amik elemiek (jelenlegi ismereteink szerint). Az, hogy valami proton, attól függ, milyen kvarkokból áll össze.

Proton = két "fel" (up) kvark, és egy "le" (down) kvark.

Neutron = egy "fel" (up) kvark, és két "le" (down) kvark.

A magára hagyott neutron spontán módon képes átalakulni (egész pontosan lebomlani) egyébként protonná, valamint néhány egyéb szubatomi részecskére, köszönhetően a gyenge kölcsönhatásnak.

Pár dologgal kiegészíteném Psycho válaszát.

A maghasadást általában úgy ábrázolják hogy mondjuk egy U236 atommag felszakad egy kripton és bárium izotópra. De amit gyakran elfelejtenek megemlíteni, hogy ez nem garantált, csak valószínű. A két keletkező atommag mérete változhat. Így nem csak a prazeodímiumot és cirkóniumot kapjuk amik ezeknek a bomlástermékei lennének. Több mint 20 féle elem keletkezik jelentős mértékben az U235/U236 bomlásából. Persze egyes elemek jóval kisebb mértékben lesznek jelen, és lesz közéjük keverve pár hosszú felezési idejű izotóp is.

A maghasadáson és fúzión kívül van még pár módszer amikkel manipulálni tudjuk az atommagot. Ezek általában sokkal kontrollálhatóbbak mint a fent említett módszerek, és használhatók specifikus izotópok elő.

Neutron befogás: Ha neutronokkal bombázunk egy atommagot, megvan az esélye hogy egy neutron beépül az atommagba. Az így keletkezett izotóp gerjesztett formában van és lead egy gamma fotont. Ha az így keletkezett izotóp instabil többféle módon stabilizálhatja magát, kettéhasadhat, vagy béta+ bomláson keresztül, egy neutron átalakul egy protonná és egy elektronná (+ és egy elektron antineutrínóvá de ez lényegtelen most). Így egy atommag neutronszáma növelhető, kettéhasítható, vagy a protonszáma növelhető.

Proton befogás: Ez annyira nem játszik nagy szerepet mert elég nehéz átlőni egy proton az atom elektronfelhőjén. De kozmikus szinten nem ritka jelenség, és általában a keletkezett atommag instabil, és elbomlik béta- bomláson keresztül. Az atommagban egy proton elnyel egy elektron és átalakul neutronná. (Ez megismétlődhet és mivel így már több neutron van az atommagban, lehet hogy az extra proton befogadása után stabil marad az atommag. Majd a következő proton átalakul neutronná és így tovább, egyre növelve az atommag tömegét. Ennek a vélt határa a 104Te neutroncsillagokban)

Elektron befogás: Ennek elég nagy jelentősége van, ha egy protonban gazdag atommagot erős elektron sugárzással bombázunk, az atommag elnyelhet egy elektront. Ezzel hasonlóan az előző esethez egy proton átalakul neutronná. Az így keletkezet izotópok általában instabilak és idővel visszaalakulnak. De kutatási szempontból jelentős szerepet játszanak.

Ezzel kapcsolatos érdekesség, hogy ezzel a módszerrel higanyt át lehet alakítani arannyá. Ha 198Hg-t erős elektron sugárzással bombázunk akkor átalakulhat egy radioaktív arany izotóppá. Bár ez az izotóp pár nap alatt visszabomlik higannyá. De mivel ehhez a folyamathoz nem kellenek annyira extrém körülmények, ez akár otthon is elvégezhető. Korábban már mutatták ki ennek izotópnak nyomait nagy teljesítményű higanygőzös fénycsövekben. (persze csak pár atomról van szó)

A technikai megvalósítás kapcsán nem említettétek a különféle részecskegyorsítókat. Különösen kedveltek erre a célra a ciklotronok, és továbbfejlesztett változataik.

Protont, alfa-részecskét, vagy nehezebb iont is bele lehet lőni a céltárgy atommagjaiba. Így készülnek a rövid felezési idejű diagnosztikai izotópok.