Giv teorien om nuklear reaktion?

teori om nukleare reaktioner

Atomreaktioner involverer transformation af atomkerner, hvilket resulterer i emission eller absorption af energi og oprettelse af nye isotoper eller elementer. Teorien om nukleare reaktioner er baseret på de grundlæggende principper for nuklear fysik, som kan sammenfattes som følger:

1. Bevaringslovgivning:

* bevarelse af masseenergi: Den samlede masseenergi af et lukket system forbliver konstant. Dette betyder, at reaktanternes masse før en nuklear reaktion skal svare til massen af ​​produkterne plus enhver energi, der er frigivet (eller minus enhver energi, der er absorberet).

* bevarelse af gebyr: Den samlede elektriske ladning forbliver konstant i en nuklear reaktion. Summen af ​​reaktanternes gebyrer skal svare til summen af ​​gebyrerne for produkterne.

* bevarelse af momentum: Det samlede momentum for et lukket system forbliver konstant. Reaktanternes momentum inden reaktionen skal svare til produkternes momentum.

* bevarelse af baryon nummer: Det samlede antal baryoner (protoner og neutroner) forbliver konstant i en nuklear reaktion.

2. Nukleare kræfter:

* stærk atomkraft: Dette er den stærkeste kraft i naturen, der holder protoner og neutroner sammen i kernen. Det er kun kortdistancer og fungerer kun over afstande, der kan sammenlignes med størrelsen på en kerne.

* svag atomkraft: Denne kraft er ansvarlig for radioaktivt forfald, især beta -forfald, hvor en neutron nedbrydes til en proton, en elektron og en antineutrino. Det er svagere end den stærke kraft og har en kortere rækkevidde.

* Elektromagnetisk kraft: Denne kraft styrer samspillet mellem ladede partikler, herunder protoner i kernen. Det er ansvarligt for at afvise protoner, men overmagtes af den stærke kraft i tæt afstande.

3. Nuklear struktur:

* nukleoner: Bestanddelene i kernen, protoner og neutroner.

* nuklear bindende energi: Den energi, der kræves for at adskille alle nukleoner i en kerne. Jo højere bindende energi er, jo mere stabil er kernen.

* nuklear skalmodel: Denne model forklarer arrangementet af nukleoner inden for kernen i energiniveauet, svarende til elektronskaller i atomer. Denne model hjælper med at forklare stabiliteten af ​​visse isotoper.

4. Nukleare reaktioner Typer:

* Radioaktivt forfald: Den spontane opløsning af en ustabil kerne til en mere stabil kerne, ledsaget af emission af partikler eller energi.

* nuklear fission: Opdelingen af ​​en tung kerne i to eller mere lettere kerner, ledsaget af frigivelsen af ​​en stor mængde energi.

* nuklear fusion: Kombinationen af ​​to lette kerner for at danne en tungere kerne, der frigiver en stor mængde energi.

* nuklear transmutation: Konvertering af et element til et andet gennem nukleare reaktioner.

5. Nukleare reaktionsmekanismer:

* sammensat kerne: Dette er en midlertidig, meget ophidset mellemkerne dannet, når en projektilpartikel interagerer med målkernen. Det falder ind i forskellige produkter.

* Direkte interaktion: Denne proces involverer en direkte interaktion mellem projektilet og en nukleon i målkernen, hvilket resulterer i en hurtig emission af partikler.

6. Nuklear reaktion Q-værdi:

* q-værdi: Energien frigivet eller absorberet i en nuklear reaktion. En positiv Q-værdi indikerer en eksoterm reaktion, mens en negativ Q-værdi indikerer en endotermisk reaktion.

7. Nuklear tværsnit:

* Tværsnit: Et mål for sandsynligheden for, at en bestemt nuklear reaktion forekommer. Det afhænger af projektilets energi og målkernen.

Disse grundlæggende principper giver de teoretiske rammer for forståelse og forudsigelse af opførsel af nukleare reaktioner, som er afgørende for forskellige områder som atomenergi, medicinsk billeddannelse og videnskabelig forskning.