Branduolinė energija yra svarbus šiuolaikinio gyvenimo veiksnys: branduoliniai ginklai ne tik susiję su politika, bet ir kaip bauginanti šmėkla persekioja kiekvieną žmogų (1 pavyzdys).
Branduolinio sprogimo "grybas" persekioja mūsų civilizaciją. Nors branduolinio ginklo platinimą riboja tarptautiniai susitarimai, vis didėja skaičius šalių, kurios galėtų gaminti tą ginklą.
Ir kai žmonija vis didėjantį energijos poreikį tenkina plėtodami branduolinę energetiką, radioktyviomis atliekomis vis labiau teršiama mūsų planeta. Iš tikro byvenimas Žemėje visada priklausė nuo branduolinės energijos: branduolių sintezė lemia saulės energiją, radioaktyvieji procesai Žemės gelmėse įkaitina jos skystą branduolį ir daro įtaką Žemės plutos blokų judėjimui. Branduolinė energija išsiskiria branduolių radioktyviojo skilimo, dalijimosi ir sintezės (jungimosi) metu, kitaip tariant – vykstant branduolinei reakcijai.
Kas yra branduolinė reakcija?
Branduolinė reakcija, tai atomų branduolių, sąveikaujančių su elementariosiomis dalelėmis arba tarp savęs, kitimas. Paprastai joje dalyvauja 2 pirminiai branduoliai ir reakcijos metu susidaro 2 antriniai branduoliai. Lobaratorijoje branduolinė reakcija sukeliama, lengvesniais branduoliais apšaudant sunkesnius, esančius taikinyje. Reakcija žymima panašiai kaip ir cheminė: kairėje rašomos reaguojančios dalelės (branduoliai), dešinėje – reakcijos produktai, Pvz., aliuminio atomo branduolio (masės skaičius 27, atominis skaičius 13) ir helio atomo branduolio (masės skaičius 4, atominis skaičius 2) reakcija, kurioje susidaro vandenilio atomo branduolys ir sicilio atomo branduolys, užrašoma formule: + + , arba 27Al (, ) 30Si; čia - branduolį kliudžiusi dalelė ( ), - spinduliuojamas protonas ( ).
Branduolinės reakcijos klasifikuojamos pagal jas sukeliančių dalelių rūšį, energiją, juose dalyvaujančių branduolių rūšį ir branduolinių virsmų pobūdį. Branduolines reakcijas sukelia neutronai, elektringosios dalelės (protonai, deuteronai, dalelės, daugiakrūviai sunkieji jonai, elektronai, mezonai) ir kvantai. Pagal branduolinės reakcijos sukeliančių dalelių energiją skiriamos mažos, vidutinės ir didelės energijos reakcijos. Mažos energijos (<1 keV) dalelių reakcijas dažniausiai sukelia neutronai; kai apšaudoma elektringosiomis dalelėmis, šių reakcijų tikimybė labai maža dėl branduolio potencialinio barjero, t.y. dėl Kulono stūmos jėgų tarp branduolio ir elektringųjų dalelių. Vidutinės energijos (iki 100 MeV) dalelių reakcijas sukelia neutronai, taip pat elektringosios dalelės, kvantai ir antriniai kosminiai spinduliai. Didelės energijos (>100 MeV) dalelių reakcijas sikelia greitieji neutronai; joms vykstant, branduoliai suskaidomi į nukleonus, atsiranda t.p. naujų elementariųjų dalelių (mezonų, hiperonų) . Skiriamos branduolinės reakcijos, kuriose dalyvauja lengvieji branduoliai (masės skaičius A<50), vidutinės masės branduoliai (50100). Pagal branduolinių virsmų pobūdį skiriamas elastinis ir neelastinis išsklaidymas, kuloninis sužadinimas, atsikėlimo reakcija, radiacinis pagavimas (branduolys, pagavęs lėtąjį neutroną, emituoja kvantą), branduolio dalijimąsis (savaiminis arba dirbtinis – sukeltas branduolį kliudančių neutronų ir kvantų absorbcijos), Branduolių sintezė (sunkesniųjų branduolių gavimas iš langvesniųjų), branduolinis fotoefektas (branduolys, absorbavęs kvantą, emituoja neutroną). Kai branduolio kryptimi lekiančios dalelės energija mažesnė už branduolio elektrostatinį potencialinį barjerą, dalelė jo nenugali ir gali branduolį tik sužadinti. Atskilimo reakcijos būdingos deuteronams. Kai deiterono energija maža, jo protonas negali įveikti Kulono stūmos jėgų potencialinio barjero, ir branduolys pritraukia (pagauna) tik neutroną. Iš didesnės energijos deuteronų gali būti atskeliami ir protonai, ir neutronai. Reakcija vyksta lyg ir branduolio paviršiuje. Branduolinėje reakcijoje dalyvaujančių dalelių ir dalelių, susidariusių po reakcijos, masių sumų skirtumas, padaugintas iš šviesos greičio vakuume kvadrato, sąlygiškai vadinamas šiluminiu efektu. Jei šiluminis efektas teigiamas (energija spinduliuojama), reakcija yra egzoterminė, jei neigiamas (energija absorbuojama) – endoterminė. Branduolinėje reakcijoje galioja sąveikaujančių dalelių ir branduolių masės, el. krūvio, energijos, impulso, sukinio tvermės dėsniai. Reakcijoje dalyvaujančių dalelių sąveikos tikimybė išreiškiama efektyviuoju skerspjūviu . Jei 1 cm2 skerspjūvio taikinio stilpelyje yra n branduolių, o per jį praeinantis dalelių srautas N0 sukelia N branduolinių reakcijų, tai santykis n reiškia tikimybę , kad lekianti per medžiagą dalelė sukelia branduolinę reakciją. turi ploto dimensiją (m2) ir vadinama branduolinės reakcijos skerspjūviu. Branduolinės reakcijos skerspjūviai yra 10-28 m2 eilės, matuojami barnais. Branduolinės reakcijos išeiga lygi branduolinių virsmų taikinyje ir apšaudančios dalelių skaičiaus santykiui. ...
Branduoline reakcija [speros.lt].doc