Ako sa nukleárna reakcia líši od termonukleárnej

V zásade možno pojem „jadrová reakcia“ a „termonukleárna reakcia“ interpretovať odlišne, ale v kontexte, o ktorý sa zaujímame, sa tieto termíny bežne chápu v prvom prípade „reakcia štiepenia jadra“ av druhom prípade „jadrová reakcia“. „Reakcia na jadrovú fúziu“ (jadrová fúzia).

Predstavte si sami seba pre krátkodobých jadrových fyzikov

Prakticky všetka hmota okolo nás pozostáva z najmenších častíc - atómov rôzneho druhu. Atómy samotné sú v mnohých ohľadoch podobné: v jadre každého atómu je jadro (tvorí~ 99,9% celkovej hmotnosti atómu a je kladne nabité ) a záporne nabité elektróny okolo neho obiehajú v ekvivalentnom množstve v závislosti od typu atóm, ktorý sme zvolili - to znamená, že atómy nie sú za normálnych podmienok elektricky nabité.

Na rozdiel od celého jadra lieskového orecha je jadro atómu zložitejšie: obsahuje dva typy častíc - neutrony bez náboja a pozitívne protóny. Teoreticky, kvôli prítomnosti pozitívneho náboja v protónoch, jadro by malo byť okamžite „roztrhané na kúsky“ silami Coulombovho odpudzovania (koniec koncov, podobné náboje sa chovajú v prírode, pokiaľ je to možné!) - sú však proti nim zvláštne. , silné jadrové sily, ktoré sa vo vzdialenostiach, ktoré sú úmerné veľkosti jadra, ukážu byť oveľa silnejšie ako Coulombova odpudivosť. Takto existuje atóm: elektróny „flutter“ vonku a protóny a neutróny vedú v jadre nejaký druh „vzájomného tanca“.

Jadrová reakcia

Jemnosť spočíva v tom, že nie všetky teoreticky možné kombinácie protónov a neutrónov "sú schopné žiť v mieri" - jedna časť z nich nemôže byť vytvorená v zásade a druhá časť sa chová nestabilne: s určitou pravdepodobnosťou taká "tanečná komunita" spontánne sa rozpadá na fragmenty s uvoľňovaním energie - to sú jadrá rôznych rádioaktívnych prvkov.

A teraz sa na chvíľu „kvalifikujeme“ ako astrofyzici

.

Po prečítaní predchádzajúceho odseku vzniká rozumná otázka: odkiaľ pochádza taká divoká rozmanitosť bežných a rádioaktívnych atómov, ktoré teraz vidíme okolo nás? Jednoduchým spôsobom a zanedbaním množstva jemností, potom, vzhľadom na modernú vedu, po objavení sa vesmíru, v ňom neboli prakticky žiadne iné atómy okrem najjednoduchšieho atómu vodíka (protónové jadro s jedným elektrónom) a hélia.

Pod vplyvom gravitácie z obrovských vodíkových oblakov sa objavili prvé hviezdy, kde začala syntéza reakcie: ak sa atómy vodíka stláčajú dohromady a ohrievajú, niektoré protónové jadrá dokážu prekonať elektrostatické odpudenie a zblížiť sa tak, že jadrové sily ich spájajú - a po ceste sa uvoľňuje energia, vďaka ktorej hviezda „svieti aj zahrieva“. Reakcia na jadrovú fúziu je energeticky najúčinnejšia pre vodíkové jadrá, avšak do nej môžu vstúpiť aj ťažšie jadrá „s pískaním“, ktoré syntetizujú masívnejšie jadrá (uhlík, kyslík a tak ďalej).

Akonáhle však príde na železo, „večné oslavy a zábava“ okamžite skončia: syntéza železa už nie je sprevádzaná uvoľňovaním energie - a všetky energetické reakcie v hviezdach sa strácajú a akumulácia jadier železa „zabíja“ dosť masívnu hviezdu - exploduje ako supernova, rozptyľujúca jej substanciu do priestoru okolo seba (mimochodom, poznamenávame, že naše Slnko patrí do tretej generácie hviezd, ktoré vznikli zo substancie zostávajúcej po „smrti“ prvých dvoch). To je v čase "smrti" hviezdy, že jadrá, ktoré sú ťažšie ako železo sa rodí, keď monstrózne v moci a koncentrácie neutrónov a protónov toky interagujú so zvyškom látky "umierajúcej" hviezdy. Tu tiež vznikajú ťažké rádioaktívne prvky, ktoré „samy o sebe“ na chvíľu ukladajú energiu, ktorá sa neskôr uvoľní počas ich rozpadu.

Na zhrnutie

  1. Takže jadrová reakcia vo všeobecnosti je interakcia jadra s iným jadrom alebo elementárnou časticou, v dôsledku čoho sa môže meniť zloženie a /alebo štruktúra jadra.
  2. Termonukleárna reakcia (fúzna reakcia) je typ jadrovej reakcie, v ktorej sú ľahšie atómové jadrá kombinované do ťažších jadier v dôsledku kinetickej energie ich tepelného pohybu.
  3. Reakcia na jadrový rozklad (štiepna reakcia) je typ jadrovej reakcie, pri ktorej sa jadro spontánne alebo pôsobením vonkajšej častice delí na dva alebo tri fragmenty (ľahšie jadrá /častice).