Ядерная реакция

Материал из Циклопедии
Перейти к: навигация, поиск
   Ядерная физика
CNO Cycle-ru.svg
Атомное ядро · Радиоактивный распад · Ядерная реакция · Термоядерная реакция
См. также: Портал:Физика
Ядерные реакции [19:27]
Ядерная физика. Ядерные реакции. Цепная ядерная реакция деления. АЭС // EduLibNet [25:44]

Ядерная реакция — процесс образования новых ядер (и соответственно новых элементов) или частиц при столкновениях ядер или частиц.

Закономерности превращения ядер химических элементов изучает ядерная химия. О законах движения микрочастиц см. также квантовая механика.

Содержание

[править] Радиоактивный распад

Подробнее см. Радиоактивный распад.

Виды распада ядра:

  • бета-распад: ядро испускает электрон, заряд ядра увеличивается на единицу, массовое число не изменяется, то есть образуется ядро другого элемента, атомный номер которого на единицу больше, чем у исходного. Специфической формой бета-распада является позитронный распад (ядро испускает позитрон, заряд ядра уменьшается на единицу).
  • альфа-распад: ядро выделяет ядро гелия. Приводит к образованию изотопа элемента с зарядом ядра на две единицы меньше исходного. Массовое число при этом уменьшается на четыре единицы. Наиболее характерен для тяжелых элементов, например для изотопа урана-234.

Радиоактивный распад обычно сопровождается гамма-излучением.

Для тяжелых элементов возможно также спонтанное деление ядра на две части. Оно характерно для трансурановых элементов.

[править] Период полураспада

Продолжительность жизни атомов характеризуется периодом полураспада, т.е. временем, в течение которого распадается половина всего наличного числа ядер данного элемента. Большинство изотопов имеет период полураспада от 30 до 10 дней, именно поэтому только торий и уран в достаточном количестве сохранились на Земле из радиоактивных элементов (у них период полураспада по ряду причин составляет миллиарды лет). На самом деле все элементы тяжелее висмута радиоактивны.

[править] Механизм ядерной реакции

Простейший механизм ядерной реакции: одна из бомбардирующих частиц захватывается ядром-мишенью, образуется промежуточное составное ядро, которое испускает элементарную частицу или легкое ядро и превращается в новое ядро.

[править] Виды ядерных реакций

Виды ядерных реакций:

  • Деление ядра, может вызвать цепную реакцию, что является основой действия атомной бомбы.
  • Термоядерная реакция, реакции синтеза ядер, в результате которых возникли все химические элементы из водорода. Сопровождаются выделением огромных количеств энергии.
  • Фотоядерная реакция

[править] Ядерные реакции в природе

Синтез и превращение элементов происходят на всех стадиях звездной эволюции. Появление новых элементов возможно за счет слияния ядер либо за счет поглощения ядрами нейтронов. Условия, необходимые для этих процессов, возникают либо в недрах звезд, либо в звездных атмосферах, и обычно связаны с ускорением частиц за счет высокой температуры либо электромагнитных полей.

Основной источник энергии нашей звезды Солнце - ядерная реакция превращения водорода в гелий (вообще наиболее обычная во Вселенной и характерная для большинства звезд). В звездах другого типа протекают термоядерные реакции гелия с образованием углерода, кислорода, неона, магния, серы, аргона, кальция и так далее. С участием протонов и нейтронов образуются элементы вплоть до висмута. Радиоактивные элементы образуются при взрыве сверхновых звезд, когда освобождается колоссальная энергия, которая расходуется на синтез тяжелых элементов.

На Земле в основном только реакции радиоактивного распада, синтез элементов происходит только на звездах, поэтому нас постоянно окружают осколки когда-то разорвавшейся звезды, которые позже летали в космосе, объединились в туманность, и после образования в этой туманности молодой звезды (нашего Солнца) конденсировались в планеты.

Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
Навигация
Инструменты