Reakcja jądrowa: Różnice pomiędzy wersjami
[wersja przejrzana] | [wersja przejrzana] |
m Robot dodał ro:Reacție nucleară |
|||
Linia 67: | Linia 67: | ||
[[Kategoria:Fizyka jądrowa]] |
[[Kategoria:Fizyka jądrowa]] |
||
[[ar:تفاعل نووي]] |
|||
[[ca:Reacció nuclear]] |
|||
[[de:Kernreaktion]] |
|||
[[et:Tuumareaktsioon]] |
|||
[[el:Πυρηνική αντίδραση]] |
|||
[[en:Nuclear reaction]] |
|||
[[es:Procesos nucleares]] |
|||
[[fa:واکنش هستهای]] |
|||
[[fr:Réaction nucléaire]] |
|||
[[gl:Reaccións nucleares]] |
|||
[[hi:नाभिकीय अभिक्रिया]] |
|||
[[hr:Nuklearna reakcija]] |
|||
[[id:Reaksi nuklir]] |
|||
[[it:Reazione nucleare]] |
|||
[[jv:Reaksi nuklir]] |
|||
[[ht:Reyaksyon nikleyè]] |
|||
[[lv:Kodolreakcija]] |
|||
[[lt:Branduolinė reakcija]] |
|||
[[hu:Magreakció]] |
|||
[[nl:Kernreactie]] |
|||
[[ja:原子核反応]] |
|||
[[no:Kjernereaksjon]] |
|||
[[pt:Reação nuclear]] |
|||
[[ro:Reacție nucleară]] |
|||
[[ru:Ядерная реакция]] |
|||
[[si:න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාව]] |
|||
[[simple:Nuclear reaction]] |
|||
[[sr:Нуклеарна реакција]] |
|||
[[fi:Ydinreaktio]] |
|||
[[sv:Kärnreaktion]] |
|||
[[th:ปฏิกิริยานิวเคลียร์]] |
|||
[[tr:Çekirdek tepkimesi]] |
|||
[[uk:Ядерна реакція]] |
|||
[[ur:نویاتی تعامل]] |
|||
[[vi:Phản ứng hạt nhân]] |
|||
[[zh:核反应]] |
Wersja z 19:41, 12 mar 2013
Reakcje jądrowe to przemiany jąder atomowych wywołane ich oddziaływaniem wzajemnym w odległości odpowiadającej zasięgowi sił jądrowych bądź też ich oddziaływaniem z cząstkami elementarnymi lub fotonami. W ich wyniku powstają jądra atomowe innych pierwiastków, innych izotopów tego samego pierwiastka lub jądra tego samego izotopu danego pierwiastka w innym stanie energetycznym. Oddziaływania jądrowe prowadzące do reakcji jądrowych nazywane są często zderzeniami.
Reakcje jądrowe można ogólnie podzielić na:
- reakcje syntezy, w których z jąder lżejszych powstają jądra o większej liczbie atomowej lub masowej
- reakcje rozpadu, gdy liczby atomowe lub masowe produktów reakcji są mniejsze niż substratów.
Notacja
Przebieg reakcji jądrowych zapisuje się w postaci równań, podobnie jak przebieg reakcji chemicznych. Po lewej stronie są jądra i cząstki wchodzące do reakcji jako substraty, po prawej zaś występują produkty reakcji. Przykładowo, reakcję litu-6 z deuterem można zapisać następująco:
Dodatkowo można zaznaczyć ilość energii wydzielonej podczas reakcji (w postaci energii fotonów lub energii kinetycznej produktów reakcji). Energia ta odpowiada deficytowi masy produktów i substratów. Przykładowo: reakcja syntezy jądra helu-3 z jąder deuteru i wodoru (jedna z reakcji zachodzących na Słońcu):
Zamiast korzystania z pełnego równania, jak pokazano powyżej, w wielu sytuacjach do opisu używa się bardziej skrótowego zapisu reakcji jądrowych w formie A(b,c)D, co jest równoznaczne równaniu A + b → c + D. Dla często występujących w reakcjach jądrowych cząstek stosowane są skróty:
- n (neutron),
- p (proton, jądro protu, wodoru-1 – 1H),
- d (deuteron, jądro deuteru – 2H),
- t (tryton, jądro trytu – 3H),
- α (cząstka alfa, jądro 4He),
- β- (cząstka beta minus, elektron),
- β+ (cząstka beta plus, pozyton),
- γ (foton promieniowania gamma) itp.
Reakcja przywołana na początku rozdziału może więc być zapisana w postaci:
Ta forma notacji pozwala zapisać całą rodzinę reakcji jądrowych danego typu, np. reakcję strippingu (zdzierania), kiedy to np. deuteron padający na pewne jądro atomowe zostaje "obdarty" z jednego nukleonu, np. neutronu - proton wylatuje jako jeden z produktów reakcji; w skrócie jest to reakcja typu (d,p).
Reakcje jądrowe w przyrodzie
Reakcje jądrowe są procesami powszechnymi w naturze. Synteza jądrowa zachodzi np. na masową skalę we wnętrzach gwiazd. Reakcje rozszczepienia, najczęściej inicjowane neutronami tła promieniowania mają miejsce w skorupie ziemskiej i w całym otoczeniu człowieka, w którym w niewielkiej ilości występują izotopy promieniotwórcze, oraz w atmosferze Ziemi – głównie na skutek oddziaływania promieniowania kosmicznego.
Wymuszone reakcje jądrowe
Reakcję jądrową może wywołać oddziaływanie z inną cząstką, jądrem lub promieniowaniem. Procesowi temu towarzyszy powstawanie nowych jąder i innych cząstek. Duże znaczenie mają tzw. reakcje dwuciałowe, których schemat ma postać
gdzie X i Y są odpowiednio – jądrem początkowym i końcowym, natomiast a i b – innymi cząstkami. Szczególnym przypadkiem takiej reakcji jest zderzenie elastyczne
w którym nie zmienia się energia kinetyczna układu jądro-cząstka (w ścisłym znaczeniu nie jest to wówczas przemiana jądrowa) oraz zderzenie niesprężyste
w którym jądro końcowe znajduje się w stanie wzbudzonym.
Jeżeli reakcja jądrowa wywoływana jest przez kwant γ, reakcję taką nazywa się fotojądrową
Natomiast, gdy cząstka oddziałująca z jądrem łączy się z nim, a energia jest wypromieniowywana w postaci kwantu gamma
wówczas mówi się o chwytaniu lub wychwycie radiacyjnym.
Tego typu reakcje mogą również występować w przyrodzie, mogą być również wywołane sztucznie dzięki strumieniom cząstek uzyskiwanym w reaktorach atomowych lub akceleratorach.
Przemiany jądrowe mogą również mieć charakter wielociałowy, np. gdy na skutek oddziaływania z jakąś cząstką lub promieniowaniem jądro ulega rozpadowi na dwa lub więcej fragmentów, czemu towarzyszy emisja innych cząstek. Taki proces wymuszonego rozszczepienia jądra nosi nazwę spalacji.
Historia
- Osobny artykuł:
Odkrycie, że jądra mogą ulegać przemianom, oraz pierwsze badania tych przemian i opis reakcji jądrowych ludzkość zawdzięcza Ernestowi Rutherfordowi i Marii Skłodowskiej-Curie. Również Rutherford przeprowadził pierwszą wymuszoną reakcję jądrową w 1919 r. Bombardował on azot cząstkami α (jądrami helu), uzyskując w rezultacie jądra izotopu tlenu i protony (jądra wodoru):
Zobacz też
Bibliografia
Adam Strzałkowski: Wstęp do fizyki jądra atomowego. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1978.