nukleáris reakció
A reakció a 6 Li és a deutérium, hogy két alfa-részecskék.
Nukleáris reakciók előfordulhatnak spontán, vagy ütközések a nagy energiájú anyag. Spontán magátalakulással az oka a természetes radioaktivitás.
Mint egy kémiai reakció, nukleáris reakciók lehet endoterm és exoterm.
Magreakciók sorolják bomlási reakciók és a szintézis reakciók. Egy adott típusú nukleáris reakció a szétválás a sejtmagban. Időzítés bomlás a sejtmagba, és atommaghasadással jelenti, hogy teljesen különböző típusú reakciók [].
1. Előzmények
Az első mesterségesen kiváltott magreakciók megfigyelt 1919-ben Ernest Rutherford. besugározzuk alfa-részecskék a nitrogén. A reakció játszódik le, a program keretében
.
2. A törvények természetvédelmi magreakciók
Ezen kívül számos különleges védelmi törvények rejlő nukleáris kölcsönhatások, például a törvény megőrzése barion díjat.
3. Az energia termelés a nukleáris reakció
Ha az összeg a többi tömegek a részecskék a reakcióban nagyobb, mint az összege a többi tömegek a részecskék a reakció után, egy ilyen reakció fordul elő, energia szabadul fel. Ez az energia az úgynevezett energia hozama a nukleáris reakció. Az energia kimenete a nukleáris reakció képlettel számítjuk ki AE = Δmc 2, ahol AMa - tömegdefektus. c - a fénysebesség.
4. típusai Magreakciók
4.1. magfúzió
Során a nukleáris fúziós reakciók könnyű elemek, új kristálymag képződik, a nehezebb sejtmagban.
Általában a szintézis reakció csak akkor lehetséges, olyan körülmények között, ahol a magok nagy mozgási energiával, mivel az elektrosztatikus taszítást erők akadályozzák a konvergencia egyformán töltésű atommag, ami egy úgynevezett Coulomb gáton.
Mesterséges ezt el lehet érni használatával töltésű-részecskegyorsító. ahol ionok, proton, vagy α-részecskék gyorsítása az elektromos mező által, vagy a fúziós reaktorok, ahol az anyag ionokat szert kinetikus energia miatt a termikus mozgást. Az utóbbi esetben, mi vagyunk a fúziós reakció.
4.1.1. Magfúzió jellegű
A természetben, a fúziós reakció indult az első perc után a Big Bang. Során BBN protonok kialakítva csak néhány könnyű atommagok (deutérium. Hélium. Lítium).
Most a nukleáris reakciók zajlanak csillagok atommagok, például a napon. Az alapvető folyamat kialakulása egy hélium atommag négy protonok, hogy előfordulhat, vagy egy proton-proton lánc. vagy Bethe-Weizsäcker ciklus.
A csillagok, amelynek tömege nagyobb, mint a fele az M ☉. képezhetők és más nehezebb elemek. Ez a folyamat kezdődik a gócképződés a szén hármas α-reakció. A kapott mag kölcsönhatásba protonok és α-részecskék, és így képeznek kémiai elemek a vas csúcs.
A formáció nehéz magok (a vas a bizmuttal) jelentkezik a membránok kellően masszív csillagok a vörös óriás fázis elsősorban s-folyamat, és részben a p-folyamat. Navazhchi (instabil) kristálymag képződik során szupernóva.
4.2. A nukleáris bomlás reakciók
Reakciók miatt felbomlása az alfa- és béta-radioaktivitást. Amikor alfa-bomlás sejtmagok kibocsátott alfa-részecskék 4 Ő, és a tömeg száma és felelős a magon kicseréltük 4 illetve a 2. A béta-bomlása a sejtmagok kibocsátott elektron vagy pozitron tömege számú mag nem változik, és a töltés növekedése vagy csökkenése a 1. Mindkét típusú spontán bomlás.
4.3. maghasadás
Egy kis mennyiségű izotópok, melyek képesek hasadási - reakció a mag, amelynek van osztva két fő részből áll. Nukleáris hasadási előfordulhatnak spontán, vagy kényszerűen - hatása alatt más részecskék, főként - a neutronok.
1939-ben kiderült, hogy az urán-235 magok nemcsak képes spontán maghasadás (két könnyű atommagok) és a kiadás
200 MeV energia és a kibocsátás két vagy három neutron, hanem az indukált hasadási neutronok kezdeményezett. Tekintettel arra, hogy ennek eredményeként a ez az elkülönülés is kibocsátott neutronok, hogy okozhat az új reakciókat indukált hasadási urán atommag szomszédos nyilvánvalóvá vált a lehetőségét, hogy egy nukleáris láncreakció. Ez a reakció nem fordul elő a természetben csak azért, mert a természetes urán áll 99,3% az izotóp urán-238, és a hasadási reakció egyetlen urán-235, amely csak 0,7% -ban természetes urán.
A mechanizmus a nukleáris hasadási reakciók a következő. Nukleáris erők révén kölcsönhatás cseréje virtuális részecskék (a legtöbb esetben fordul elő pion-nukleon interakció) off-center jellegű. Ez azt jelenti, hogy a nukleonok nem tud kommunikálni egyidejűleg az összes nukleonjait a sejtmagban, különösen bagatonuklonnih magok. A nagy számú nukleon okoz aszimmetria sűrűségű nukleáris erők és további aszimmetria nukleon kapcsolatban, és így az aszimmetria az energia az egész magban. A rendszermag formájában, amely jelentősen eltér a gömb alakú. Ebben az esetben az elektrosztatikus kölcsönhatás protonok energiát lehet megközelíteni a nagyságát az erős kölcsönhatást.
Így, mivel az aszimmetria az energia gát leküzdeni elosztjuk és a mag hasad könnyebb atommagok, aszimmetrikus tömeg.
Előfordul, hogy a kernel alagút egy állam alacsonyabb energia.
5. A nukleáris reakciók egy ember életében
5.1. Atombomba
Egy hasadási láncreakció az atommagok a huszadik században váltak használt atombomba. Annak a ténynek köszönhetően, hogy egy intenzív nukleáris reakciót kell egy critical mass (tömeg fejlesztéséhez szükséges láncreakció), majd, hogy végre egy atomrobbanáshoz több részből súlyokkal kevesebb, mint a kritikus vannak csatlakoztatva, van kialakítva szuperkritikus tömeg és így felmerül hasadási láncreakció kíséretében engedje nagy mennyiségű energiát - a nukleáris robbanás történik.
5.2. atomreaktor
Történő átalakítását az a hőenergia a magok bomlási hogy villamos energiát használ egy nukleáris reaktor. Mivel az üzemanyag a reaktorban keveréke urán-235 és urán-238 vagy a plutónium-239. Az érintkezés után a gyors neutronok az atommag urán-238 való átalakítását plutónium -239, valamint annak későbbi bomlási energia kibocsátása. A folyamat lehet ciklikus, de ehhez szükség van működő reaktorokat a gyors neutronok. Most, mint a fő összetevője a reaktorokban használt nuklidspecifikus urán-235. Mert kölcsönhatása gyors neutronok, szükséges, hogy lassul. Retarder alkalmazni:
- grafit - jó lassulási gyenge felszívódását alkalmas urán-238, mint a tüzelőanyag-
- víz:
- „Light víz” H 2 O - nagyon jó retardáció jelentős neutron abszorpció, amely befolyásolja az összeget a felszabaduló energia
- nehézvíz D 2 O - nagyon jó lassulási gyenge neutronbefogási.
Szerint a felhasznált víz jellegét a reaktorokban, D 2 O vagy H 2O, nehézvizes reaktorok vannak osztva egy könnyű-és volt. A nehézvíz reaktor tüzelőanyagként használni az urán-238 nuklidot fény víz - urán-235. A reakció szabályozása annak bomlási és megszűnése a beállító rúd használt izotópokat tartalmazó bór vagy kadmiumot. Energia szabadul fel hasadási láncreakció, eltávolítja a hűtőfolyadékot. Ezért melegítjük, és amikor az belép a vizet felmelegíti, fordult gőz (gyakran a hűtőközeg a víz önmagában). Egy pár fordul gőzturbina amely meghajtja a rotor a generátort.