Jaderná reakce

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Jaderná reakce je přeměna atomových jader, která může probíhat samovolně nebo být vyvolaná působením jiného jádra nebo částice (včetně fotonu). Dochází při ní jak ke změně struktury zúčastněných jader, tak ke změně jejich pohybového stavu.

Obsah

1 Dělení
2 Druhy reakcí

[editovat] Dělení

Jaderné reakce lze dělit podle různých kriterií:

Podle počtu reagujících částic - mononukleární (samovolná přeměna, rozpad), binukleární, vyšších řádů
Podle účastníků srážky - fotojaderné reakce, reakce těžkých iontů, reakce indukované protony, aktivace neutrony, …
Podle průběhu - (štěpná jaderná reakce, jaderná syntéza, reakce přenosu nukleonu, …)
Podle energie reakce (exoenergetické, endoenergetické reakce)
Podle energie nalétávajících částic (nízkoenergetické, vysokoenergetické, relativistické srážky, ultrarelativistické)

[editovat] Druhy reakcí

[editovat] Prostá přeměna

Prostou přeměnou vzniká většinou dusík ${}^{14}_{7}N$

${}^{13}_{7}N + {}^1_0 n \rarr {}^{14}_{7}N$

${}^{12}_{6}C + {}^2_1 H \rarr {}^{14}_{7}N$

${}^{11}_{5}B + {}^3_2 He \rarr {}^{14}_{7}N$

[editovat] Štěpení U235 (tepelnými neutrony)

Bylo navrženo, aby jedna či několik sekcí tohoto článku byly rozděleny a přesunuty do článku s názvem štěpná jaderná reakce. (Diskuse)

Poprvé bylo štěpení pozorováno roku 1938 něm. chemiky Otto Hahnem a Fritz Strassmannem u izotopu uranu 235.

Štěpení uranu U235 probíhá tak, že po průniku pomalého (tepelného) neutronu do jádra se toto složené jádro s velkou pravděpodobností rozpadne na 2 přibližně stejně těžké části, při tom dojde k uvolnění 2 až 3 volných neutronů. Tyto neutrony se mohou postupně termalizovat srážkami s okolními částicemi a ztrácet tak svoji pohybovou energii až mohou vyvolat štěpení dalšího jádra uranu U235. Jedno z jader vzniklých štěpením uranového jádra je nejčastěji členem skupiny lehkých produktů (Z = 35 (Br) - 45 (Rh)), druhé je členem skupiny těžkých produktů (Z = 51 (Sb) - 62 (Sm)). Štěpnou reakci lze znázornit rovnicí

${}^{235}_{92}U + {}^1_0 n \rarr {}^{93}_{36}Kr + {}^{140}_{56}Ba + 3 {}^1_0 n$

[editovat] Využití v praxi

Štěpení se podle svého průběhu dělí do 4 druhů:

Podkritické – jádro se rozpadne, každý neutron je zachycen (přirozený rozpad).
Kritické – jeden neutron není zachycen, štěpí další jádra, v průměru unikne právě jeden neutron (řízená řetězová reakce, viz níže).
Nadkritické – 2 neutrony nejsou zachyceny.
Superkritické – neřízená řetězová reakce (viz níže).

Podle toho mohou nastat následující situace:

Neřízená řetězová reakce, tedy že se nechají reagovat všechny vzniklé neutrony, reakce končí výbuchem tzv. atomové bomby. k tomu se používají izotopy 235U, 233U, 239Pu.
Řízená řetězová reakce, tehdy se nechá reagovat pouze 1 neutron. To je využito v jaderných elektrárnách. První řízenou řetězovou reakci s použitím moderátoru provedl italský fyzik Enrico Fermi 2. prosince 1942 pod stadionem Chicagské univerzity.

[editovat] Tříštění

Na to aby mohla proběhnout tříštivá jaderná reakce je potřeba dodat na začátku zhruba 500 MeV energie.

${}^{75}_{33}As + {}^2_1 H \rarr {}^{49}_{24}Cr + 10{}^0_1 p + 18{}^1_0 n$

[editovat] Syntéza

Podrobnější informace naleznete v článku Termonukleární reakcenaleznete v článcích [[{{{2}}}]] a [[{{{3}}}]]naleznete v článcích [[{{{4}}}]], [[{{{5}}}]] a [[{{{6}}}]]naleznete v článcích [[{{{7}}}]], [[{{{8}}}]], [[{{{9}}}]] a [[{{{10}}}]].