Ядерные реакции и законы сохранения

Радиоактивность изотопов, полученных посредством ядерных реакций, называется искусственной. Ядерными реакциями называются превращения атомных ядер, вызванные взаимодействием их друг с другом или с элементарными частицами. У тяжёлых ядер (например, ) наблюдаются спонтанные превращения, называемые делением ядра, при котором ядро делится на два ядра – осколки и 2-3нейтрона. Ядра-осколки радиоактивны.

При ядерных реакциях соблюдаются следующие законы сохранения.

1. Закон сохранения суммарного электрического заряда. Сумма зарядов ядер и частиц, впускающих в ядерную реакцию, равна сумме зарядов ядер и частиц конечных продуктов реакции.
2. Закон сохранения числа нуклонов. Сумма массовых чисел ядер и частиц, вступающих в ядерную реакцию, равна сумме массовых числе конечных продуктов реакции.
3. Закон сохранения энергии.
4. Закон сохранения импульса.
5. Закон сохранения момента импульса.

Ядерная реакция протекает в две стадии по следующей схеме

где Х – ядро-мишень, а – бомбардирующее ядро или частица, С – промежуточное возбуждённое ядро (компаунд-ядро), Y– ядро - конечный продукт реакции,b– образовавшаяся частица. Одна из первых ядерных реакций осуществлена Резерфордом в 1919г., при бомбардировке азота -частицами.

Эффективность протекания ядерной реакции характеризуется эффективным сечением σ

,

где N- число превращений на 1 см²мишени в 1 с;

N₀- число бомбардирующих частиц в 1 с на 1 см²мишени;

n_t- число ядер мишени, находящихся на 1 см²площади.

Единица измерения 1 барн = 10^-24 см².