Fráze „jaderná reakce“ a „termonukleární reakce“ lze v zásadě interpretovat odlišně, avšak v kontextu zájmu nás tyto termíny obvykle chápou v prvním případě jako „jaderná štěpná reakce“ a ve druhém jako „fúzní reakce“. jádra “(jaderná fúze).
Představte si sami sebe stručně jako jaderní fyzici
Téměř veškerý materiál kolem nás sestává z nejmenších částic - atomů různých druhů. Atomy samy o sobě jsou v mnoha ohledech podobné: v jádru každého atomu je jádro (je ~ 99,9% celkové atomové hmotnosti a je pozitivně nabitá) a záporně nabité elektrony „kroužící“ kolem něj v ekvivalentním množství, číselně v závislosti na typu atomu, který jsme si vybrali - to znamená, že atomy obecně nejsou za normálních podmínek elektricky nabity..
Na rozdíl od celého jádra lískových ořechů je atomové jádro složitější: obsahuje dva typy částic - nenabité neutrony a pozitivní protony. Teoreticky, kvůli přítomnosti kladného náboje pro protony, by jádro mělo být okamžitě „roztrháno na kousky“ silami Coulombova odpudivosti (koneckonců, stejně jako náboje v přírodě se chovají, když od sebe odlétají co nejdále!) - jsou však proti zvláštní , silné jaderné síly, které se na vzdálenosti odpovídající velikosti jádra ukážou jako mnohem silnější než Coulombův odpor. Atom tedy existuje: elektrony „se třepotají“ zvenčí a protony a neutrony vedou uvnitř jádra nějaký „vzájemný tanec“.
Jaderná reakce
Drobnost spočívá v tom, že ne všechny teoreticky možné kombinace protonů a neutronů jsou „schopny žít ve světě“ - jedna část z nich je v principu nemožná tvořit a druhá část se chová nestabilně: s určitou pravděpodobností se taková „taneční komunita“ spontánně rozpadne fragmenty uvolňující energii jsou jádra různých radioaktivních prvků.
A nyní se na krátkou dobu „rekvalifikujeme“ jako astrofyzici
Po přečtení předchozího odstavce vyvstává přiměřená otázka: Odkud pocházela taková divoká paleta obyčejných a radioaktivních atomů, které nyní pozorujeme kolem nás? Jednoduše řečeno a zanedbáváme řadu jemností, pak podle názoru moderní vědy v ní po vzniku vesmíru prakticky neexistovaly žádné jiné atomy, kromě nejjednoduššího atomu vodíku (protonové jádro s jedním elektronem) a helia.
Pod vlivem gravitace vznikly první hvězdy z obřích vodíkových mraků, kde začala fúzní reakce: pokud jsou atomy vodíku stlačeny a zahřívány dobře, pak některá protonová jádra dokáží překonat elektrostatický odpor a sblížit se natolik, že je jaderné síly nutí spojit se do jednoho jádra - a podél cesty uvolňuje se energie, díky které hvězda „září i zahřeje“. Reakce jaderné fúze je energeticky nejúčinnější pro atomy vodíku, avšak těžší jádra „s vrzáním“ jsou schopna do nich vstoupit a syntetizovat mohutnější jádra (uhlík, kyslík atd.).
Jakmile však dojde na železo, „věčný svátek a zábava“ okamžitě končí: syntéza železa již není doprovázena uvolňováním energie - a všechny energetické reakce ve hvězdě vymizí a hromadění jader železa „zabije“ poměrně masivní hvězdu - exploduje jako supernova, rozptyluje se její hmota do prostoru kolem sebe (při přechodu si všimneme, že naše Slunce patří k třetí generaci hvězd, které vznikly z substance zanechané po „smrti“ prvních dvou). Právě v okamžiku „smrti“ hvězdy se zrodí jádra těžší než železo, když monstrózní toky energie a koncentrace neutronů a protonů interagují se zbytkem materiálu „umírající“ hvězdy. Tady také vznikají těžké radioaktivní prvky, které se samy „nashromáždily“ na chvíli na energii, která se během jejich rozkladu uvolní..
Shrnout
- Takže jaderná reakce je obecně interakcí jádra s některým jiným jádrem nebo elementární částicí, v důsledku čehož se složení a / nebo struktura jádra může změnit.
- Termonukleární reakce (fúzní reakce) je typ jaderné reakce, ve které jsou lehčí atomová jádra spojena do těžších díky kinetické energii jejich tepelného pohybu..
- Nukleární štěpná reakce (štěpná reakce) je typ jaderné reakce, při níž se jádro spontánně nebo pod vlivem vnější částice rozpadne na dva nebo tři fragmenty (lehčí jádra / částice)..
