Nuklearne reakcije

PRIRODNE NUKLEARNE REAKCIJE

Prirodne radioaktivne supstance emituju tri vrste zračenja:

• α – zrake su jezgre helijumovih atoma
• β – zrake su elektroni
• γ – zrake su kratkotalasni elektromagnetni talasi.

Emisijom zračenja se pretvara radioaktivni element u drugi element. Zbog toga takvu reakciju, kod koje se jedan element pretvara u drugi uz emisiju zraka, nazivamo radioaktivni raspad, a element radioaktivnim elementom.
Kako prilikom nuklearnih reakcija nastaju helijumove jezgre, koje nikako ne mogu poticati iz elektronskog omotača atoma, očito je da se nuklearne reakcije dešavaju u jezgri atoma. Osim toga, iako su β – zrake elektroni, te zrake takođe ne potiču iz elektronskog omotača atoma. Elektroni izbačeni na bilo koji način iz elektronskog omotača atoma imaju energiju koja je tačno određena energijom čestica ili zračenja koji su izbacili electron. Međutim, elektroni emitovani u obliku β – zraka za vrijeme nuklearnih reakcija imaju kontinuirano područje energije, tj.sve vrijednosti energije, odnosno brzine od najmanje do najveće. Dakle, i eletroni β – zraka mogu poticati jedino iz jezgre radioaktivnog elementa.
Nuklearne reakcije se razlikuju od hemijskih reakcija po sledećim kriterijumima:

•    u nuklearnim reakcijama nastaje novi element;
•    nuklearne reakcije su ireverzibilne;
•    u toku hemijske reakcije energija koja se oslobađa po 1 molu elementa oko million puta je veća od energije oslobođene prilikom hemijske reakcije;
•    brzina nuklearnih reakcija ne zavise od vanjskih faktora, tj. od temperature, pritiska, itd.

VJEŠTAČKE NUKLEARNE REAKCIJE

Nuklearna reakcija je proces u kome jedno jezgro reaguje sa drugim jezgrom, elementarnom česticom ili fotonom, proizvodeći u vremenu od 10-12 s, ili kraće, jedno ili više drugih jezgara (a moguće i druge čestice). Većina nuklearnih reakcija koje su do danas proučene pripada tipu kod koga jezgro, reagujući sa lakom česticom (neutronom, protonom, deuteronom, helijumovim jonom, elektronom, fotonom) gradi jezgro raznih elemenata oslobađanjem jedne ili više lakih čestica. Glavni izuzetak kod ovog opisa čini fisija.
Prvu  nuklearnu  reakciju  ostvario  je  E.  Rutherford  1919.  godine  bombardirajući  jezgro azota α-česticama, a opaženi su protoni velikih energija. Odvijanje reakcije simbolički opisuje relacija: