Nuklearna reakcija: razlika između inačica

Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
Broj spašenih izvora: 1; broj poveznica koje su označene kao mrtve: 0) #IABot (v2.0.8
m RpA: WP:NI, WP:HRV
Redak 1:
[[Datoteka:Li6-D Reaction.svg|300 px|mini|desno|300px|Nuklearna reakcija u kojoj [[deuterij]] bombardira [[litij]]-6, a nastaju dvije [[alfa-čestica|alfa-čestice]] (protoni su prestavljeni crvenim kuglicama, a [[neutron]]i plavim kuglicama)]]
 
'''Nuklearna reakcija''' je proces kod kojeg dolazi do vanjskog utjecaja na [[Atomska jezgra|atomsku jezgru]], koji izaziva njezinu pretvorbu. To može biti međudjelovanje dva nuklida, nuklida i [[nukleon]]a ili nuklida i [[Gama-čestica|gama-zraka]]. U nuklearnim reakcijama može nastati nekoliko novih materijalnih čestica ili gama-zraka. Uz iste početne uvjete, nuklearna reakcija se može odvijati na više dopuštenih načina. Proces se odvija prema zakonima [[kvantna fizika|kvantne fizike]], a u nekim slučajevima vrijede i zakoni [[Klasična mehanika|klasične fizike]], uz uvjete određene [[Zakon očuvanja energije|zakonima očuvanja energije]], [[Električni naboj|električnog naboja]], [[Količina gibanja|količine gibanja]] (zaleta) i [[Kutna količina gibanja|kutne količine gibanja]] (zamaha), kao i nekih drugih dodatnih kvantnih brojeva. <ref>[http://www.nek.si/hr/o_nuklearnoj_tehnologiji/nuklearno_gorivo/od_rude_do_zutog_kolaca/] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170731082259/http://www.nek.si/hr/o_nuklearnoj_tehnologiji/nuklearno_gorivo/od_rude_do_zutog_kolaca/ |date=31. srpnja 2017. }} "Od rude do žutog kolača", Nuklearna elektrana Krško, 2011.</ref>
 
Da bi se dogodila nuklearna reakcija, nukleoni upadne čestice, moraju međudjelovati s [[neutron]]ima u jezgri mete. [[Energija]] upadne [[Elementarna čestica|čestice]] mora biti dovoljno velika kako bi se svladalo [[Coulombov zakon|elektromagnetsko odbijanje]] [[proton]]a. Takva se “barijera” naziva [[Coulombova barijera|Coulombovom barijerom]]. Ako je energija premala, tada će se nukleoni samo međusobno otkloniti od upadnih putanja. U prvim se eksperimentima [[Ernest Rutherford|Ernesta Rutherforda]] upravo događalo samo skretanje [[alfa-čestica]].
 
==Prikaz nuklearne reakcije==
Ako se, radi primjera, uzme da nuklidi A i B ulaze u nuklearnu reakciju iz koje proizlaze nuklidi C i D i u kojoj je izmjenjena [[energija]] sas okolinom Q (koja može biti pozitivna ili negativna), jednadžba se te nuklearne reakcije može napisati kao:
 
:A+B→C+D+Q
Redak 14:
:<sup>6</sup><sub>3</sub>Li + <sup>2</sup><sub>1</sub>H → 2 x <sup>4</sup><sub>2</sub>He + Q
 
Iz primjera nuklearne reakcije očigledno je očuvanje broja nukleona i količine naboja (zbroj [[Relativna atomska masa|atomskih masa]] i [[Električni naboj|jediničnih naboja]] ostaje nepromijenjen u nuklearnoj reakciji). Izmijenjena [[energija]] sas okolinom ''Q'' se određuje na osnovi gubitka ili defekta masa koji nastaje u nuklearnoj reakciji, odnosno iz razlika energije veze nuklida prije i poslije nuklearne reakcije. Proračun defekta masa je potrebno zasnivati na masama neutralnih atoma, tj. na masama nuklida zajedno sas elektronskim plaštom. Nuklearne reakcije kod kojih je ''Q'' pozitivan (iz nuklearne reakcije se može dobiti energija) se zovu '''egzotermne nuklearne reakcije'''. Obratno, nuklearna reakcija je ''endotermna'' ako troši energiju. <ref>[http://www.fer.unizg.hr/_download/repository/UNE_compl_r1_-_ver_4_DF.pdf]{{Neaktivna poveznica|bot=InternetArchiveBot }} "Uvod u nuklearnu energetiku", Prof. dr. sc. Danilo Feretić, 2011.</ref>
 
===Očuvanje energije===
Redak 30:
:=&nbsp;931,49&nbsp;MeV,
 
:I dobivamo 1&nbsp;u&nbsp;''c²''&nbsp;=&nbsp;931,49&nbsp;MeV.
 
Tako je energija oslobođena iz gornje nuklearne reakcije 0,0238 × 931 MeV = 22,4 MeV. Nuklearna reakcija se tako može opisati detaljnije slijećim izrazom:
Redak 43:
:A(a,b)B
 
gdje je: A - jezgra prije nuklearne reakcije, a - čestica koja je izazvala nuklearnu reakciju, B - jezgra koja je nastala u nuklearnoj reakciji, b - elementarna čestica koja nastala u nuklearnoj reakciji. <ref> [http://www.astrophysicsspectator.com/topics/stars/FusionHydrogenRate.html] "The Astrophysics Spectator: Hydrogen Fusion Rates in Stars"</ref> <ref> R. J. D. Tilley: [http://books.google.com/books?id=ZVgOLCXNoMoC&pg=PA495] "Understanding solids: the science of materials", John Wiley and Sons, 2004.</ref>
 
Kod analize pojedinih nuklearnih reakcija, posebno kod razmatranja bilanca momenata gibanja elementarnih čestica i nuklida u nuklearnoj reakciji, pribjegava se u cilju jednostavnijeg objašnjenja fizičkih pojava, pojmu tzv. '''složene jezgre'''. Pri tome se nuklearna reakcija razmatra u dvije faze: u prvoj se fazi formira složena jezgra iz početnog jezgra i upadne čestice, a u drugoj fazi dolazi do raspada složene jezgre na rezultirajuću jezgru i izlaznu česticu. <ref> [http://eskola.hfd.hr/fiz_sva_stva/nek/fisija.html] "4.1 FIZIKA NEK-a - Fisija", Nuklearna elektrana Krško, e-škola, 2011.</ref>
[[Datoteka:AirShower.svg|400px|desno|mini|Kozmičke zrake stvaraju '''pljusak elementarnih čestica'''.]]
==Nuklearne reakcije s neutronima==
Redak 66:
 
==Kozmičke zrake==
[[Kozmičke zrake]] stvaraju prirodne nuklearne reakcije. Nakon što uđu u [[Zemljina atmosfera|Zemljinu atmosferu]], kozmičke zrake se sudaraju sas [[molekula]]ma, uglavnom [[dušik]]om i [[kisik]]om, stvarajući slapove manjih čestica, koje zovemo još '''pljusak elementarnih čestica'''. Broj sekundarnih čestica koje nastaju nakon sudara jedne primarne čestice, može biti i na milijarde. Uglavnom nastaju [[pion]]i (pi-mezone) i K-mezoni, nestabilni [[mezon]]i koji brzo prelaze u [[mion]]e.
 
Kozmičke zrake stalno stvaraju i nestabilne [[izotop]]e u Zemljinoj atmosferi, kao što je [[ugljik-14]]:
Redak 77:
Godine 1919. [[Ernest Rutherford]] je, bombardirajući [[dušik]] [[alfa-čestica]]ma izveo prvu pretvorbu (transmutaciju) jednog elementa u drugi. Rutherford je prilikom istraživanja raspršenja alfa-čestica kroz zrak, otkrio da prilikom bombardiranja atoma dušika s alfa-česticama nastaju nove jezgre atoma [[kisik]]a i [[vodik]]a. Pri procesu je nastao kisik, tako je izvršena prva nuklearna reakcija: dušik-14 + α (alfa-čestica) → kisik-17 + p (proton).
 
1932. Rutherfordove kolege [[John Cockcroft]] i [[Ernest Walton]] su bombardirali atom [[litij]]a-7 s [[proton]]ima, koji se raspao na dvije alfa-čestice. Taj pokus je nazvan '''cijepanje atoma'''. <ref>[http://www-outreach.phy.cam.ac.uk/camphy/cockcroftwalton/cockcroftwalton9_1.htm] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120902195556/http://www-outreach.phy.cam.ac.uk/camphy/cockcroftwalton/cockcroftwalton9_1.htm |date=2. rujna 2012. }} "Cockcroft and Walton split lithium with high energy protons" April 1932.</ref>
 
== Izvori ==