Ядерні реакції: види, закони

Позначення ядерних реакцій

Розглянемо основні властивості атомів, включаючи атомне число та атомну масу. Атомний номер являє собою число протонів в ядрі атома, а ізотопи мають однаковий атомний номер, але розрізняються по числу нейтронів. Якщо початкові ядра позначаються а і b, а ядра твору позначаються с і d, то реакція може бути представлена рівнянням, яке ви можете бачити нижче.

Які ядерні реакції замість використання повних рівнянь скорочуються для легких частинок? У багатьох ситуаціях для опису таких процесів використовується компактна форма: a (b, c) d еквівалентно a + b, робить c + d. Легкі частинки часто скорочуються: зазвичай p означає протон, n – нейтрон, d – дейтрон, α – альфа-частинку, або гелій-4, β – бета-частинку, або електрон, γ – гамма-фотон і т. д.

Види ядерних реакцій

Хоча число можливих таких реакцій багато, їх можна сортувати за типами. Велика частина таких реакцій супроводжується гамма-випромінюванням. Ось деякі приклади:

  • Пружне розсіювання. Відбувається, коли енергія між ядром-мішенню і падаючої часткою не передається.
  • Неупругое розсіювання. Відбувається, коли енергія передається. Різниця кінетичних енергій зберігається у збудженому нуклиде.
  • Реакції захоплення. Як негативні, так і нейтральні частинки можуть захоплюватися ядрами. Це супроводжується випромінюванням ɣ-променів. Частинки ядерних реакцій при реакції нейтронного захвату називаються радіоактивними нуклідами (індукована радіоактивність).
  • Реакції передачі. Поглинання частинки, що супроводжується випущенням однієї або декількох частинок, називається реакцією переносу.
  • Реакції ділення. Ядерне ділення є реакцією, в якій ядро атома розщеплюється на більш дрібні частини (більш легкі ядра). Процес розподілу часто приводить до утворення вільних нейтронів і фотонів (у вигляді гамма-променів) і вивільняє велику кількість енергії.
  • Реакції злиття. Відбуваються, коли два або більше атомних ядра стикаються з дуже високою швидкістю і об’єднуються, утворюючи новий тип атомного ядра. Частинки ядерних реакцій злиття дейтерію і тритію особливо цікаві з-за їх потенціалу забезпечення енергії в майбутньому.
  • Реакції розщеплення. Відбуваються, коли ядро уражається частинкою з достатньою енергією і імпульсом, щоб вибити кілька дрібних фрагментів або розбити її на багато фрагменти.
  • Реакції перегрупування. Це поглинання частинки, що супроводжується випущенням однієї або декількох часток:
    • 197Au (p, d) 196mAu
    • 4He (a, p) 7Li
    • 27Al (a, n) 30P
    • 54Fe (a, d) 58Co
    • 54Fe (a, n 2) 56Ni
    • 54Fe (32S, 28Si) 58Ni
    Цікаве:  LCD-монітори - огляд, особливості, характеристики і відгуки

    Різні реакції перегрупування змінюють кількість нейтронів і число протонів.