definicija
Nuklearna reakcija Naziva se proces koji proizlazi iz interakcije nekoliko (obično dva) kompleksnih atomskih jezgri ili elementarnih čestica.
Pod definicijom nuklearne reakcije prikladna je i elastična raspršenja čestica, u kojima se ne pojavljuju nove čestice, a čestice se ne pobuđuju, javlja se samo redistribucija energije i gibanja između njih.
Razmotrite pojam nuklearne reakcije u užem smislu. U takvim reakcijama među izvornim česticama postoji barem jedna jezgra. Ta se jezgra sudara s elementarnom česticom ili drugom jezgrom. Kao posljedica sudara, dolazi do nuklearne reakcije i pojavljuju se nove čestice.
Obično se nuklearne reakcije odvijaju pod djelovanjem nuklearnih sila, ali moguće su iznimke. Dakle, cijepanje jezgre kada je visoko-energetski gama-kvant izložen tome je nuklearna reakcija, ali se ta reakcija odvija pod utjecajem elektromagnetskih sila.
Univerzalni i vizualni zapis nuklearne reakcije je posuđen iz njihove kemije. U lijevom dijelu pišu zbroj početnih čestica, stavljaju strelicu i u desnom dijelu upisuju zbroj konačnih produkata reakcije. Dakle, izraz:
[() ^ 1_1 (p + () ^ 7_3 (Li () ^ 1_0 (n +) () ^ 7_4 (Be))) (1)
to znači da se nuklearna reakcija događa kada se litijev izotop bombardira protonom, a dobije se neutron i berilijev izotop.
Nuklearne reakcije ponekad se pišu u simboličkom obliku: $ A (a, bcd točkice) B $, gdje je $ A $ ciljna jezgra; $ a $ je čestica koja bombardira; $ bcd $ - čestice koje se emitiraju tijekom nuklearne reakcije, $ B $ - rezidualna jezgra. Imajte na umu da su u zagradama nakon zapetljanih proizvoda lakši reakcijski proizvodi, izvan zagrada, teški. U simboličkom obliku, reakcija (1) može se napisati kao:
[() ^ 7 (LiI lijevo (p, n desno)) () ^ 7 (Biti) lijevo (2 desno).
Često se koristi čak i kraći zapis nuklearne reakcije, s takvim zapisom naznačene su samo svjetlosne čestice i ne ukazuju na jezgre koje su sudjelovale u reakciji. Dakle, zapis ($ p, n $) znači da proton izbacuje neutron iz jezgre.
Kvantitativno, nuklearne reakcije su opisane uz pomoć kvantne mehanike.
Vrste nuklearnih reakcija
Nuklearne reakcije podijeljene su prema sljedećim značajkama:
- Po tipu čestica koje sudjeluju u tim reakcijama (reakcije uz sudjelovanje nabijenih čestica, na primjer, elektrona, protona itd.), Reakcije koje se odvijaju pod utjecajem kvanta, reakcija s neutronima.
- Veličina energije čestica koje uzrokuju nuklearnu reakciju. Reakcije koje uključuju neutrone često se javljaju pri niskim energijama, reda elektron-volti. Nuklearne reakcije uzrokovane $ gama - kvantima i nabijenim česticama javljaju se pri prosječnim energijama u $ (oko 10) ^ 6 $ eV. Nuklearne reakcije, u kojima nastaju elementarne čestice koje ne postoje u slobodnom stanju, nastavljaju se na visokim energijama stotina i tisuća mega-elektron-volti.
- Po tipu jezgara koje su uključene u nuklearne reakcije: svjetlo, srednje i teške jezgre.
- Ovisno o prirodi transformacija koje se javljaju u reakciji: emisija neutrona, nabijenih čestica, reakcija hvatanja.
- Ovisno o interakcijskom mehanizmu tijekom reakcije: reakcije kroz složenu jezgru i izravne nuklearne reakcije.
Primjeri problema s rješenjem
Primjer 1
Zadatak. Koja su obilježja nuklearnih reakcija koje se odvijaju pod utjecajem $ gama-kvanta?
Odluka. Nuklearne reakcije koje se javljaju kada su izložene $ kvantima također se nazivaju fotonuklearne. Ove reakcije su uzrokovane elektromagnetskim interakcijama.
Ako je energija gama - kvanta mala, tada kvant u interakciji s nukleusom doživljava samo elastično raspršenje. Ako se energija gama $ kvanta poveća, tada je moguće provesti reakcije tipa ($ gama, n $); ($ gama, p $); ($ gamma, $ $), itd. Ove reakcije slične su apsorpciji $ gama - $ kvanta po atomima, te reakcije nazivaju nuklearni fotoelektrični efekt. Tijekom nuklearne fisije, vjerojatnost reakcije fotosjepanja jezgre je visoka ($ gama, f $). Ako je energija veća od granice proizvodnje mezona, tada se proces fotoprodukcije, na primjer, piona, događa zajedno s cijepanjem jezgre.
Za provođenje fotonuklearnih reakcija, energija kvanta gama $ mora biti veća od energije oslobađanja odgovarajuće čestice ili skupine čestica iz jezgre.
Značajka fotonuklearnih reakcija je postojanje enormnih rezonancija u presjecima apsorpcije gama-kvanta - velikih i širokih maksimuma u ovisnosti efektivnih presjeka na energiju kvanta. Za laku jezgru ($ () ^ (12) (C, ()) (16) O) $) ovaj maksimum je u području od 20-25 MeV, za srednje i teške: 13-18 MeV. Maksimalna širina je 3-4 MeV. Maksimalni doprinos ukupnom poprečnom presjeku $ gama-kvanta u području visoke rezonance čine reakcije ($ gama, n $); ($ gama, p $). Čak iu području rezonancije, presjek apsorpcije gama $ - kvanta je jedan ili dva manje, a poprečni presjek istih $ gama - kvanta uzrokovan atomskim elektronima. Fotonuklearne reakcije malo utječu na apsorpciju gama-zračenja tvari.
Energija i kutna raspodjela čestica emitiranih tijekom nuklearnog fotoelektričnog učinka nije u skladu s konceptom Bohra, jer se vjeruje da se apsorpcija $ gama $ kvanta pojavljuje na površini jezgre s jednim ili više nukleona. dodaj ()
Primjer 2
Zadatak. Što je složena jezgra u nuklearnim reakcijama?
Odluka. Mnoge nuklearne reakcije koje se odvijaju pri niskim energijama prolaze kroz fazu formiranja tzv. Složene jezgre (sl. 1 (C)).
Kompozitna (srednja) jezgra je u uzbuđenom stanju, njen vijek trajanja je reda $ au (c) (10) ^ (- 15) c $.
složena jezgra uvela je N. Bor. Čestica koja prodire u jezgru obično snažno stupa u interakciju sa svojim nukleonima, a energija njezine interakcije je približno istog reda kao i kinetička energija čestice soma. Stoga je vjerojatnost hvatanja čestice u jezgri visoka. Čestica se zaglavi u jezgri, kao rezultat interakcije s nukleonima, energija čestice se smanjuje, čestica ne može dugo napustiti jezgru. Čestica koja udara u jezgru gubi individualnost i smatra se sustavom novih nukleona, spajajući stare nukleone jezgre. Nastali nukleonski sustav smatra se srednjom jezgrom.
Složena jezgra pojavljuje se u pobuđenom stanju i nastoji izgubiti energiju pobude zbog mogućeg procesa. Ta je jezgra u osnovi slična radioaktivnoj jezgri. Primjer jednog od mogućih mehanizama radioaktivne transformacije može biti sljedeći: energija uhvaćene čestice raspoređena je slučajno između nuklona složene jezgre i kao rezultat fluktuacija koncentrira se na jednu od čestica. Ova čestica leti iz jezgre. Uopće nije nužno da ista čestica koju je zarobila jezgra polijeće iz jezgre.
Dakle, proces sudara čestice $ a $ (slika 1) s jezgrom ($ X $) podijeljen je u dvije faze:
- Čestica $ a $ se približava jezgri $ X $, nastaje složena jezgra C, koja je u pobuđenom stanju.
- U drugom stupnju, složena jezgra raspada, pri čemu se formiraju nova jezgra $ Y $ i čestica $ b $.
Nuklearna reakcija je prikazana shemom.
U skladu s vrstama radioaktivnog zračenja postoji nekoliko vrsta radioaktivnog raspadanja (vrste radioaktivnih transformacija). Elementi koji imaju previše protona ili neutrona u svojim jezgrama prolaze radioaktivnu transformaciju. Razmotrite vrste radioaktivnog raspada.
1. Alfa raspad karakterističan za prirodne radioaktivne elemente s velikim rednim brojem (tj. s niskim energijama vezanja). Poznato je oko 160 alfa-aktivnih tipova jezgara, uglavnom njihov serijski broj je veći od 82 (Z\u003e 82). Alfa raspad popraćen je emisijom iz jezgre nestabilnog elementa alfa čestice, koja je jezgra helijevog atoma He (koji se sastoji od 2 protona i 2 neutrona). Nuklearni naboj je smanjen za 2, maseni broj za 4.
ZAX → Z-2 A-4 U + 2 4He; 92 238U → 24 Ne + 90 234Th;
88 226Ra → 2 4He + 86 222Ra + γ diff.
Alfa-raspad je izložen više od 10% radioaktivnih izotopa.
2. Beta propadanje. Broj prirodnih i umjetnih radioaktivnih izotopa propada s emisijom elektrona ili pozitrona:
a) Elektronski beta raspad. svojstva prirodnih i umjetnih radionuklida koji imaju višak neutrona (tj. uglavnom za teške radioaktivne izotope). Oko 46% svih radioaktivnih izotopa podliježe elektronskom beta raspadu. U isto vrijeme jedan od neutrona se pretvara u, a jezgra emitira i antineutrino. Nuklearni naboj i, prema tome, atomski broj elementa povećava se za jedan, dok maseni broj ostaje nepromijenjen.
AZ X → AZ + 1 Y + e- + v-; 24194Pu → 24195Am + e- + v-; 6429Cu → 6430Zn + e- + v-; 4019K → 4020Ca + e- + v-.
Kada emitiraju β-čestice, jezgre atoma mogu biti u uzbuđenom stanju, kada se otkrije višak energije u kćerinoj jezgri, koja nije zarobljena od strane čestičnih čestica. Taj se višak energije prikazuje u obliku gama kvanta.
13785Cs → 13756 Ba + e - + v- + γ rad.;
b) pozitron beta raspad. Uočen je u nekim umjetnim radioaktivnim izotopima koji imaju višak protona u jezgri. Karakteristično je za 11% radioaktivnih izotopa koji se nalaze u prvoj polovici tablice DI Mendelejeva (Z<45). При позитронном бета-распаде один из протонов превращается в , заряд ядра и соответственно атомный номер уменьшается на единицу, а массовое число остается без изменений. Ядро испускает позитрон и нейтрино.
AZX → AZ-1U + e + + v +; 3015P → 3014Si + e + + v +; 6428Ni + e + + v +.
Pozitron, izbačen iz jezgre, razbija "ekstra" iz atomske ljuske ili stupa u interakciju s slobodnim elektronom, formirajući "pozitron-elektron" par, koji se odmah pretvara u dva gama-zraka s energijom koja je ekvivalentna masi čestica (e i e). Proces pretvaranja para "pozitron-elektrona" u dva gama-kvanta naziva se anihilacija (anihilacija), a rezultirajuće elektromagnetsko zračenje je anihilacija. U ovom slučaju dolazi do transformacije jednog oblika materije (čestica materije) u drugi - gama fotona;
c) elektroničko hvatanje. To je takva vrsta radioaktivne transformacije, kada jezgra atoma zahvaća elektron iz razine K energije najbliže jezgri (elektron K-hvatanje) ili rjeđe 100 puta - od razine L. Kao rezultat toga, jedan od protona jezgre neutralizira elektron, pretvarajući se u. Redni broj nove jezgre postaje jedan manji, a masovni broj se ne mijenja. Jezgra emitira antineutrino. Ispražnjeni prostor koji je zauzet u K ili L razini zarobljen, ispunjen je elektronom iz energetskih razina udaljenijih od jezgre. Suvišna energija oslobođena tijekom tog prijelaza emitira atom u obliku karakterističnih rendgenskih zraka.
AZX + e- → AZ-1 U + v- + X-zrake;
4019K + e- → Ar + v- + x-zrake;
6429Su + e- → 6428 Ni + v- + X-zrake.
Elektronsko K-hvatanje karakteristično je za 25% svih radioaktivnih jezgri, ali uglavnom za umjetne radioaktivne izotope koji se nalaze u drugoj polovici D.I. Mendeleev i imaju višak protona (Z = 45 - 105). Samo tri prirodna elementa podliježu K-hvatanju: kalij-40, lantan-139, lutetij-176 (4019K, 15957La, 17671Lu).
Neke jezgre mogu propadati na dva ili tri načina: alfa i beta raspadom i K-hvatanjem.
Kalij-40 je podvrgnut, kao što je već navedeno, elektroničkom propadanju - 88%, a K-hvatanje - 12%. Bakar-64 (6428Cu) se pretvara u nikal (propadanje pozitrona - 19%, K-hvatanje - 42%; (elektronički raspad - 39%).
3. Emisija γ-zračenja nije vrsta radioaktivnog raspada (to ne transformira elemente), već je tok elektromagnetskih valova koji proizlaze iz alfa i beta raspada atomskih jezgri (prirodnih i umjetnih radioaktivnih izotopa), ispostavlja se da je kćerska jezgra višak energije koju ne zarobljava korpuskularno zračenje (alfa i beta čestica). Taj se višak odmah prikazuje u obliku gama kvanta.
13153I → 13154Xe + e- + v- + 2γ foton; 22688Ra → 42He + 22286Rn + γ kvant.
4. - emisija protona iz jezgre u osnovnom stanju. Taj se proces može promatrati u umjetno proizvedenim jezgrama s velikim deficitom neutrona:
lutetij - 151 (15171Lu) - je 24 neutrona manje od stabilnog izotopa 17671Lu.
Atomsko oružje s pravom se smatra ne samo najstrašnijim, već i najljepšim izumom čovječanstva. U njoj se skriva toliko destruktivne moći da ne samo sve vrste života, nego i bilo koje, čak i najjače strukture, odlaze udarni valovi s lica planete Zemlje. Samo u vojnim skladištima Rusije ima toliko nuklearnog oružja da njihova istovremena detonacija može dovesti do uništenja našeg planeta.
I to ne čudi jer su ruske rezerve na drugom mjestu nakon SAD-a. Za takve predstavnike kao "Kuz'kina Majka" i "Car Bomb" osiguran titulu najmoćnije oružje svih vremena. Top 10 navodi nuklearne bombe iz cijelog svijeta koje imaju ili imaju najveći potencijal. Neki od njih su korišteni, uzrokujući nepopravljivu štetu ekologiji planeta.
10. mjesto. Mali dječak (Kid) kapaciteta 18 kilotona
Ova bomba je prva korištena ne na mjestu, već u stvarnim uvjetima. Njegovo korištenje imalo je velik utjecaj na kraj rata između Amerike i Japana. Eksplozija Malog dječaka u Hirošimi ubila je sto četrdeset stanovnika. Duljina ove bombe bila je tri metra, a promjer - sedamdeset centimetara. Visina nuklearnog stupa nastalog nakon eksplozije iznosila je više od šest kilometara. Ovaj grad i danas ostaje neriješen.
9. mjesto. Debeli (debeli) - 21 kilotona
To je bilo ime druge bombe koju je bacio američki avion na grad Nagasaki. Žrtve te eksplozije bilo je osamdeset tisuća građana koji su odmah umrli, unatoč činjenici da je još trideset pet tisuća ljudi bilo žrtve radijacije. Ova bomba je još uvijek najmoćnije oružje u povijesti čovječanstva, čija je uporaba provedena kako bi se postigli vojni ciljevi.
8. mjesto. Trinity (stvar) - 21 kiloton
Trojstvo pripada dlanu među nuklearnim bombama koje su eksplodirale kako bi proučile reakcije i procese. Udarni val eksplozije podigao je oblak na visinu od jedanaest kilometara. Utisak, koji su dobili znanstvenici koji su promatrali prvi u povijesti nuklearne eksplozije čovjeka, nazvali su zapanjujući. Bijeli oblaci dima u obliku stupa, čiji je promjer dosegao dva kilometra, naglo su se digli, gdje su oblikovali kapu u obliku gljive.
7. mjesto. Baker (Baker) - 23 kilotona
Baker je bio ime jedne od triju bombi koje su sudjelovale u operaciji, pod nazivom Crossroads, koja je provedena 1946. godine. Tijekom ispitivanja proučavane su posljedice eksplozije atomskih ljusaka. Kao ispitanici korištene su životinje i brodovi klase mora. Eksplozija je izvedena na dubini od dvadeset sedam kilometara. Zbog toga je izgurano oko dva milijuna tona vode, što je dovelo do formiranja stupa visokog više od pola kilometra. Baker je bio izazvan prvom svjetskom nuklearnom katastrofom. Radioaktivnost otoka Bikini, koja je izabrana za ispitivanje, dosegla je takvu razinu da je postalo nemoguće živjeti na njoj. Do 2010. godine smatran je posve nenaseljenim.
6. mjesto Raya - 955 kilotona
Ray je najmoćnija atomska bomba, čiji su testovi napravljeni u Francuskoj 1971. godine. Eksplozija ovog projektila provedena je na području atola Mururoa, koji je služio kao poligon za nuklearne eksplozije. Do 1998. tamo je testirano više od dvije stotine nuklearnih školjaka.
5. mjesto. Dvorac Romeo - 11 megatona
Dvorac Romeo spada u kategoriju jedne od najmoćnijih nuklearnih eksplozija među onima koje provodi Amerika. Nalog za pokretanje operacije potpisan je 27. ožujka 1954. Izvedena je teglenica za izvršenje eksplozije u otvorenom oceanu, budući da su postojali strahovi da bi se otok u blizini mogao uništiti eksplozijom bombe. Pretpostavljalo se da snaga eksplozije neće premašiti četiri megatona, ali zapravo je bila jednaka jedanaest megatona. Istraga je otkrila da je razlog tome korištenje jeftinog materijala koji se koristi kao termonuklearno gorivo.
4. mjesto. Mikeov uređaj - 12 megatona
U početku, uređaj Mike (Ivy Mike) nije imao nikakvu vrijednost i bio je korišten kao eksperimentalna bomba. Nuklearni oblak od eksplozije narastao je na trideset sedam kilometara, a kapa oblaka u promjeru dosegla je 161 km. Snaga nuklearnog vala procijenjena je na dvanaest megatona. Pokazalo se da je ta snaga sasvim dovoljna za potpuno uništenje svih Elugelabovih otoka, gdje su provedena ispitivanja. Tamo gdje su se nalazili, nastao je lijevak koji je dosegao promjer od dva kilometra. Dubina mu je bila pedeset metara. Udaljenost do koje su fragmenti razbacani, noseći radioaktivno onečišćenje, bila je pedesetak kilometara, ako računate iz epicentra.
3. mjesto. Dvorac Yankee - 13,5 megatona
Druga najmoćnija eksplozija koju su proveli američki znanstvenici bila je eksplozija u dvorcu Yankee. Preliminarni proračuni omogućili su pretpostavku da snaga uređaja ne može biti veća od deset megatona u smislu trotilnog ekvivalenta. Ali stvarna snaga eksplozije bila je trinaest i pol megatona. Noga nuklearna gljiva rastegnut za četrdeset kilometara, a kapa - šesnaest. Četiri dana bilo je dovoljno da oblak zračenja stigne do grada Mexico Cityja, udaljenost do koje je od mjesta eksplozije bilo jedanaest tisuća kilometara.
2. mjesto. Dvorac Bravo (TX-21 škamp) - 15 megatona
Amerikanci nisu testirali jaču bombu nego Castle Bravo. Operacija je provedena 1954. godine i rezultirala je posljedicama koje su nepovratne za okoliš. Kao posljedica petnaest megatona eksplozije došlo je do vrlo jakog zračenja. Stotine ljudi bilo je izloženo zračenju čije je mjesto boravka bilo Maršalovim otocima. Duljina nogu nuklearne gljive dosegnula je četrdeset kilometara, a kapa se protezala na stotinu kilometara. Kao posljedica eksplozije, na morskom je dnu nastao golemi krater čiji je promjer dosegao dva kilometra. Posljedice koje su izazvale testiranja zahtijevale su uvođenje ograničenja za operacije u kojima su korišteni nuklearni projektili.
1. mjesto. Carska bomba (AN602) - 58 megatona
Snažniji od sovjetske carske bombe nije bio i nije u cijelom svijetu. Duljina projektila dosegla osam metara, a promjer - dva. Godine 1961. izvršena je eksplozija ovog projektila na arhipelagu nazvanom Novaja Zemlja. Prema prvotnim planovima, kapacitet AN602 trebao je biti stotinu megatona. Međutim, znanstvenici, bojeći se globalizacije destruktivne moći takvog naboja, odlučili su se zaustaviti na pedeset osam megatona. Aktivacija carske bombe izvršena je na visini od četiri kilometra. Posljedice toga pogodile su svakoga. Vatreni oblak u promjeru dosegao je deset kilometara. Duljina "nogu" nuklearne gljive iznosila je oko 67 km, a promjer čepa bio je 97 km. Prava opasnost ugrozila je i živote ljudi koji žive na udaljenosti manjoj od 400 kilometara. Odjeci snažnog zvučnog vala čuli su se na udaljenosti od tisuću kilometara. Površina otoka na kojoj su provedena ispitivanja postala je potpuno ravna bez izbočina i bilo kakvih struktura na njoj. Seizmički val je tri puta uspio obići Zemlju, dopuštajući svakom stanovniku da osjeti moć nuklearnog oružja. Rezultat ovog testa bio je da su predstavnici više od stotinu zemalja potpisali sporazum kojim se zabranjuje ovakva vrsta testa. Nije bitno za koje je okruženje odabrano - zemlja, voda ili atmosfera.
nuklearni naboj
uređaj u kojem se odvija eksplozivni proces oslobađanja nuklearne energije. Nuklearni naboji dio su nuklearnog oružja i podijeljeni su na nuklearne, čija je eksplozivna energija posljedica nuklearnih lančanih reakcija, a termonuklearna (zastarjelo ime je vodik), čija je energija rezultat termonuklearnih fuzijskih reakcija i fisijskih reakcija. U nuklearnom oružju, nuklearne bojeve glave smještene su u zračnoj bombi, projektilskoj bojnoj glavi, torpedu itd. Snaga nuklearne eksplozije (TNT ekvivalent) kreće se od nekoliko stotina tona do nekoliko desetaka Mt trotila. Eksplozija ima udarni val, svjetlosno zračenje, penetrirajuće zračenje, radioaktivno onečišćenje i elektromagnetski puls.
Nuklearni naboj
uređaj koji sadrži zalihu nuklearne energije sadržane u određenim tvarima i uređaje koji osiguravaju brzo oslobađanje energije za nuklearnu eksploziju. Y h Postoje dvije vrste, od kojih je jedna tradicionalno nazvana atomska, druga je vodik. Akcija I. h. Tip 1 (atomska bomba) temelji se na oslobađanju nuklearne energije u fisiji nekih teških jezgri (uran 235U, plutonij 239Pu, vidi. Nuklearna eksplozija); djelovanje ya Tip 2 (hidrogenska bomba) - na reakciji termonuklearne fuzije jezgre helija iz lakših jezgri (deuterij, tritij ili njihova mješavina s 6Li), u kojoj se oslobađa oko 4 puta više energije nego kad raspadne fisijska tvar iste mase. Testirano I. h. kapaciteta od nekoliko kt do nekoliko desetaka Mt ekvivalenta TNT-a. Power ya Određuje se i količinom fisibilne tvari ili izotopa vodika sadržanim u naboju i njegovim konstrukcijskim značajkama koje stvaraju uvjete za maksimalnu količinu tvari za ulazak u nuklearnu reakciju. Važan element konstrukcije I. h. je inicijacijski naboj koji stvara superkritične uvjete za fisibilnu tvar u atomskom naboju i potrebnu temperaturu u vodikovom naboju (u potonjem slučaju kao početni naboj se koristi atomski naboj). U konstruktivnom dizajnu I. h. stavljene u čeličnu ljusku, tako da je njezina ukupna masa, zajedno s uređajima za pokretanje, obično od nekoliko stotina kg do nekoliko tona. kao nuklearno oružje, nalazi se u zračnoj bombi, projektilskoj glavi, torpedu i tako dalje, radi dostave do odredišta.
Y h koristi se u miroljubive svrhe u raznim operacijama miniranja velikih razmjera, u rudarstvu
Lit. vidi čl. Nuklearna eksplozija
· Unutarnja konverzija · Izomerna tranzicija
Nuklearna reakcija litij-6 s 6 Li (d, α) α deuterijem
Nuklearna reakcija - proces transformacije atomskih jezgara, koji nastaje kada su u interakciji s elementarnim česticama, gama zrakama i međusobno, što obično dovodi do oslobađanja ogromnih količina energije. Spontani (nastali bez utjecaja čestice incidenta) procesi u jezgrama - na primjer, radioaktivni raspad - obično se ne pripisuju nuklearnim reakcijama. Za provođenje reakcije između dvije ili više čestica potrebno je da čestice (jezgre) koje djeluju međusobno prilaze na udaljenost od oko 10-15 m, odnosno karakterističan raspon nuklearnih sila. Nuklearne reakcije mogu nastati oslobađanjem i apsorpcijom energije. Reakcije prvog tipa, egzotermne, temelj su nuklearne energije i izvor energije za zvijezde.
Reakcije s apsorpcijom energije (endotermno) mogu se pojaviti samo pod uvjetom da je kinetička energija čestica koje se sudaraju (u sustavu središta mase) veća od određene vrijednosti (prag reakcije).
Zabilježite nuklearne reakcije
Nuklearne reakcije su napisane u obliku posebnih formula u kojima se nalaze oznake atomskih jezgri i elementarnih čestica.
Prvi put pisanje formula nuklearne reakcije slično je pisanju formula kemijske reakcije, tj. zbroj početnih čestica se piše na lijevoj strani, zbroj rezultirajućih čestica (produkata reakcije) zapisuje se s lijeve strane, a između njih se postavlja strelica.
Dakle, reakcija zahvata zračenja neutrona od strane jezgre kadmija-113 zapisana je kako slijedi:
U "kemijskom" zapisu ova reakcija izgleda
Reakcijski kanali i presjeci
Određuje se vrste i kvantno stanje čestica (jezgara) prije početka reakcije ulazni kanal reakcija. Nakon završetka reakcije, formira se skup proizvoda reakcije i njihova kvantna stanja određuju izlazni kanal reakcija. Reakcija se u potpunosti karakterizira ulaznim i izlaznim kanalima. Vjerojatnost reakcije određena je takozvanim presjekom reakcije. U laboratorijskom referentnom okviru (gdje je ciljna jezgra u mirovanju), vjerojatnost interakcije po jedinici vremena jednaka je proizvodu poprečnog presjeka (izraženo u jedinicama površine) i protoku čestica incidenta (izraženo u broju čestica koje prelaze jediničnu površinu po jedinici vremena). Ako se za jedan ulazni kanal može realizirati nekoliko izlaznih kanala, omjeri vjerojatnosti izlaznih kanala reakcije jednaki su omjeru njihovih poprečnih presjeka. U nuklearnoj fizici, presjeci reakcija obično se izražavaju u posebnim jedinicama - staji 10 −24 s.
Vrste nuklearnih reakcija
Postoji nekoliko vrsta nuklearnih reakcija. Neke od njih se događaju na Zemlji u prirodnim uvjetima (npr. Pod djelovanjem kozmičkih zraka i proizvoda prirodne radioaktivnosti), drugi se javljaju u prostoru (primjerice, u dubinama zvijezda i Sunca), a drugi ih koristi za proizvodnju električne energije, proizvodnju novih kemijskih elemenata i (vidi dolje).
Reakcije s neutronima
Primjena nuklearnih reakcija
vojni
Elektroenergetika
Sinteza novih elemenata
medicina
Znanstvena istraživanja
planovi
Nuklearne reakcije u prirodi
Sunce i zvijezde
Zemljine utrobe
Vidi također
Zaklada Wikimedia. 2010.
Pogledajte što su "nuklearne reakcije" u drugim rječnicima:
Transformacije na. jezgre na scrambles, uključujući g kvanti ili jedno s drugim. Za provedbu Ya. P. Potrebno je spojiti chi (dvije jezgre, jezgre i nukleone itd.) Na udaljenosti od 10 13 cm, energiju pozitivnog incidentnog naboja. trebala bi ... ... Fizička enciklopedija
NUKLEARNE REAKCIJE, transformacije atomskih jezgri u interakciji s elementarnim česticama, g-kvantima ili jedna s drugom. Nuklearne reakcije se koriste u eksperimentalnoj nuklearnoj fizici (proučavanje svojstava elementarnih čestica, dobivanje ... Moderna enciklopedija
