FYZIKA MIKROSVĚTA

JADERNÁ FYZIKA

Jaderné reakce

Syntéza a štěpení jader.

Jaderná reakce

= jaderná přeměna vyvolaná interakcí atomových jader s mikročásticemi

Jaderná přeměna

= jaderný proces, při němž dochází (samovolně nebo vnějším zásahem) ke změně složení jádra (mění se alespoň jedno z čísel A, Z) nebo jeho energetického stavu

Obecné schéma jaderné reakce

a + X -> Y + b ; Er

Er ... energie reakce = energie, kterou z dané reakce získáme, zmenšená o energii, kterou bylo nutné do reakce dodat, aby reakce vůbec proběhla

(udává se v MeV)

Er > 0 - uvolněná energie (exoenergetická reakce)

Er < 0 - dodaná energie (endoenergetická reakce)

Poznámka 

Uvolněná energie při jaderných dějích je řádově 106krát větší  než při chemických reakcích. 

Proto účinnost jaderných zbraní je mnohem vyšší než chemických výbušnin.

Rozdělení jaderných reakcí

1) Podle možnosti ovlivnění vnějším zásahem

řízená jaderná reakce

= taková jaderná reakce, jejíž průběh lze řídit a kontrolovat (např. řetězová reakce v jaderném reaktoru - zasouvání nebo vysouvání regulačních tyčí)

spontánní jaderná reakce

= jaderná reakce probíhající samovobně, bez umělého zásahu (např. jaderná reakce probíhající v nitru Slunce)

2) Podle změn ve struktuře jádra

A

TRANSMUTACE

z původního jádra vzniká jádro nové s málo odlišným protonovým číslem

praktické příklady transmutace

42He + 147N ---> 178O + 11H

 první jaderná reakce vyvolaná uměle (E. Rutherford, 1919)

42He + 94Be ---> 126C + 10n

objev neutronu (J. Chadwick, 1932)

B

ŠTĚPENÍ JADER

druh jaderné reakce, při níž se terčové (původní) atomové jádro X zasažené částicí a rozštěpí na dvě atomová jádra Y1, Y2 s protonovými čísly výrazně odlišnými od protonového čísla terčového jádra X a při níž se uvolňuje ještě několik jiných částic b 

praktický příklad štěpení atomových jader

10n + 23592U ---> 8936Kr* + 14456Ba* + 310n 

štěpení jader uranu neutrony, základ jaderné energetiky

C

SYNTÉZA JADER (JADERNÁ FÚZE)

jaderná reakce, při níž dochází ke spojení (syntéze) atomových jader s malým protonovým číslem v atomové jádra s vyšším protonovým číslem 

(jaderná syntéza probíhající za vysokých teplot 106 K až 109 K se nazývá termonukleární reakce)

praktické příklady jaderné syntézy

11H + 11H ---> 21H + e+ + ν 

reakce probíhající na Slunci (e+ ... pozitron, ν ... neutrino) 

PODÍVEJ SE