×
Kernreaksie

In kernfisika en kernchemie word 'n kernreaksie beskou as die proses waarin twee atoomkerne, of 'n kern en 'n eksterne subatomiese deeltjie, bots om een ​​of meer nuwe nukliede te produseer. Dus moet 'n kernreaksie 'n transformasie van ten minste een nuklied na 'n ander veroorsaak. As daar 'n interaksie is tussen 'n kern en 'n ander kern of deeltjie en hulle dan skei sonder om die aard van enige nuklied te verander, word daar bloot na die proses verwys as 'n soort kernverspreiding, eerder as 'n kernreaksie.

Uitbeelding van kernreaksies

In beginsel in 'n reaksie kan meer as twee deeltjies bots, maar omdat die waarskynlikheid dat drie of meer kerne op dieselfde tyd op dieselfde plek bymekaarkom baie minder is as vir twee kerne, is so 'n gebeurtenis buitengewoon skaars. Die term "kernreaksie" kan verwys na 'n verandering in 'n nuklied wat veroorsaak word deur botsing met 'n ander deeltjie of na 'n spontane verandering van 'n nuklied sonder botsing.

Natuurlike kernreaksies kom voor in die interaksies tussen kosmiese strale en materie, en kernreaksies kan kunsmatig gebruik word om kernenergie op aanvraag te verkry. Die belangrikste kernreaksies is die kernkettingreaksies in materiale wat kernsplyting lewer, en die verskillende kernversmeltingsreaksies van ligelemente wat die energieproduksie van die son en sterre dryf.

Inhoud

In 1919 kon Ernest Rutherford transmutasie van stikstof in suurstof aan die Universiteit van Manchester bewerkstellig met behulp van alfa-deeltjies gerig op stikstof:

14N + α → 17O + p.

Dit was die eerste waarneming van 'n kernreaksie wat geïnduseer was, dit wil sê 'n reaksie waarin deeltjies van een reaksie gebruik word om 'n ander atoomkern te verander. Uiteindelik, in 1932 aan die Universiteit van Cambridge, is 'n volledig kunsmatige kernreaksie en kerntransmutasie bereik deur Rutherford se kollegas John Cockcroft en Ernest Walton, wat kunsmatig versnelde protone teen litium-7 gebruik het om die kern in twee alfa-deeltjies te verdeel. Die prestasie het in die volksmond bekend gestaan as "splyting van die atoom", hoewel dit nie die moderne kernsplytingsreaksie was wat later in 1938 deur die Duitse wetenskaplikes Otto Hahn, Lise Meitner en Fritz Strassmann in swaar elemente ontdek is nie.

Alhoewel die aantal moontlike kernreaksies geweldig groot is, is daar verskillende soorte wat meer algemeen of andersins opmerklik is. Enkele voorbeelde sluit in:

  • Fusiereaksies - twee ligte kerne verbind om 'n swaarder een te vorm, met addisionele deeltjies (gewoonlik protone of neutrone) wat daarna vrygestel word.
  • Spallasie - 'n kern word getref deur 'n deeltjie met voldoende energie en momentum om verskeie klein fragmente uit te slaan of in baie fragmente te verpletter.
  • Geïnduseerde gamma-emissie behoort tot 'n klas waarin slegs fotone betrokke was by die skep en vernietiging van toestande van kernontsteking.
  • Alfaverval - Alhoewel α-verval aangedryf word deur dieselfde onderliggende kragte as spontane splyting, word dit gewoonlik as apart beskou. Die idee dat "kernreaksies" tot geïnduseerde prosesse beperk word, is nie korrek nie. "Radioaktiewe verval" is 'n subgroep van "kernreaksies" wat spontaan eerder as geïnduseer word. Sogenaamde "warm alfa-deeltjies" met buitengewoon hoë energieë kan geproduseer word in beide geïnduseerde en spontane splyting.
  • Splytingsreaksies - 'n baie swaar kern, nadat hy addisionele ligdeeltjies (gewoonlik neutrone) geabsorbeer het, word in twee of soms drie stukke verdeel. Dit is 'n geïnduseerde kernreaksie. Spontane splytings, wat plaasvind sonder hulp van 'n neutron, word gewoonlik nie as 'n kernreaksie beskou nie. Hoogstens is dit nie 'n geïnduseerde kernreaksie nie.

Ander soorte reaksies en tegnieke, wat dikwels in eksperimentele kernnavorsing gebruik word, sluit in:

  • Onelastiese verstrooiing - hier word slegs energie en momentum oorgedra. Hierdie tegniek is handig vir die bepaling van vorms en groottes van kernoppervlaktes, binnestrukture en kerntoestande.
  • Lading-uitruil reaksies
  • Kernoordragreaksies - gebruik teen lae energie om die buitenste dopstruktuur van kerne te bestudeer.

Kernvergelykings kan in 'n soortgelyke vorm as chemiese vergelykings geskryf word, bv.:

Li 3 6 + H 1 2 2 2 4 He {\displaystyle {\ce {^{6}_{3}Li + ^{2}_{1}H ->2^{4}_{2}He}}}

In baie situasies word 'n kompakte notasie gebruik om kernreaksies te beskryf. Hierdie styl van die vorm A (b, c) D is gelykstaande aan A + b wat c + D produseer. Algemene ligdeeltjies word in hierdie snelskrif dikwels afgekort, tipies p vir proton, n vir neutron, d vir deuteron, α vir 'n alfa-deeltjie (helium-4), β vir beta-deeltjie of elektron, γ vir gammafoton, ens. Die reaksie hierbo sou geskryf word as 6Li(d,α)α.

  1. . www-outreach.phy.cam.ac.uk (in Engels). 2 September 2012. Geargiveer vanaf op 2 September 2012. Besoek op8 Januarie 2021.
  2. Tilley, R. J. D. (2004). (in Engels). John Wiley and Sons. p. 495. ISBN 0-470-85275-5.
  3. Wilkinson, Freddie (9 Maart 2007). . The Astrophysics Spectator (in Engels). Besoek op8 Januarie 2021.

Publikasie datum: Augustus 07, 2021

kernreaksie, kernfisika, kernchemie, word, kernreaksie, beskou, proses, waarin, twee, atoomkerne, kern, eksterne, subatomiese, deeltjie, bots, meer, nuwe, nukliede, produseer, moet, kernreaksie, transformasie, minste, nuklied, ander, veroorsaak, daar, interaks. In kernfisika en kernchemie word n kernreaksie beskou as die proses waarin twee atoomkerne of n kern en n eksterne subatomiese deeltjie bots om een of meer nuwe nukliede te produseer Dus moet n kernreaksie n transformasie van ten minste een nuklied na n ander veroorsaak As daar n interaksie is tussen n kern en n ander kern of deeltjie en hulle dan skei sonder om die aard van enige nuklied te verander word daar bloot na die proses verwys as n soort kernverspreiding eerder as n kernreaksie Uitbeelding van kernreaksies In beginsel in n reaksie kan meer as twee deeltjies bots maar omdat die waarskynlikheid dat drie of meer kerne op dieselfde tyd op dieselfde plek bymekaarkom baie minder is as vir twee kerne is so n gebeurtenis buitengewoon skaars Die term kernreaksie kan verwys na n verandering in n nuklied wat veroorsaak word deur botsing met n ander deeltjie of na n spontane verandering van n nuklied sonder botsing Natuurlike kernreaksies kom voor in die interaksies tussen kosmiese strale en materie en kernreaksies kan kunsmatig gebruik word om kernenergie op aanvraag te verkry Die belangrikste kernreaksies is die kernkettingreaksies in materiale wat kernsplyting lewer en die verskillende kernversmeltingsreaksies van ligelemente wat die energieproduksie van die son en sterre dryf Inhoud 1 Geskiedenis 2 Tipes kernreaksies 3 Verwante tegnieke 4 Kernvergelykings 5 Bronne 6 VerwysingsGeskiedenis WysigIn 1919 kon Ernest Rutherford transmutasie van stikstof in suurstof aan die Universiteit van Manchester bewerkstellig met behulp van alfa deeltjies gerig op stikstof 14N a 17O p dd Dit was die eerste waarneming van n kernreaksie wat geinduseer was dit wil se n reaksie waarin deeltjies van een reaksie gebruik word om n ander atoomkern te verander Uiteindelik in 1932 aan die Universiteit van Cambridge is n volledig kunsmatige kernreaksie en kerntransmutasie bereik deur Rutherford se kollegas John Cockcroft en Ernest Walton wat kunsmatig versnelde protone teen litium 7 gebruik het om die kern in twee alfa deeltjies te verdeel Die prestasie het in die volksmond bekend gestaan as splyting van die atoom hoewel dit nie die moderne kernsplytingsreaksie was wat later in 1938 deur die Duitse wetenskaplikes Otto Hahn Lise Meitner en Fritz Strassmann in swaar elemente ontdek is nie 1 Tipes kernreaksies WysigAlhoewel die aantal moontlike kernreaksies geweldig groot is is daar verskillende soorte wat meer algemeen of andersins opmerklik is Enkele voorbeelde sluit in Fusiereaksies twee ligte kerne verbind om n swaarder een te vorm met addisionele deeltjies gewoonlik protone of neutrone wat daarna vrygestel word Spallasie n kern word getref deur n deeltjie met voldoende energie en momentum om verskeie klein fragmente uit te slaan of in baie fragmente te verpletter Geinduseerde gamma emissie behoort tot n klas waarin slegs fotone betrokke was by die skep en vernietiging van toestande van kernontsteking Alfaverval Alhoewel a verval aangedryf word deur dieselfde onderliggende kragte as spontane splyting word dit gewoonlik as apart beskou Die idee dat kernreaksies tot geinduseerde prosesse beperk word is nie korrek nie Radioaktiewe verval is n subgroep van kernreaksies wat spontaan eerder as geinduseer word Sogenaamde warm alfa deeltjies met buitengewoon hoe energiee kan geproduseer word in beide geinduseerde en spontane splyting Splytingsreaksies n baie swaar kern nadat hy addisionele ligdeeltjies gewoonlik neutrone geabsorbeer het word in twee of soms drie stukke verdeel Dit is n geinduseerde kernreaksie Spontane splytings wat plaasvind sonder hulp van n neutron word gewoonlik nie as n kernreaksie beskou nie Hoogstens is dit nie n geinduseerde kernreaksie nie Verwante tegnieke WysigAnder soorte reaksies en tegnieke wat dikwels in eksperimentele kernnavorsing gebruik word sluit in Onelastiese verstrooiing hier word slegs energie en momentum oorgedra Hierdie tegniek is handig vir die bepaling van vorms en groottes van kernoppervlaktes binnestrukture en kerntoestande Lading uitruil reaksies Kernoordragreaksies gebruik teen lae energie om die buitenste dopstruktuur van kerne te bestudeer Kernvergelykings WysigKernvergelykings kan in n soortgelyke vorm as chemiese vergelykings geskryf word bv Li 3 6 H 1 2 2 2 4 He displaystyle ce 6 3 Li 2 1 H gt 2 4 2 He dd In baie situasies word n kompakte notasie gebruik om kernreaksies te beskryf Hierdie styl van die vorm A b c D is gelykstaande aan A b wat c D produseer Algemene ligdeeltjies word in hierdie snelskrif dikwels afgekort tipies p vir proton n vir neutron d vir deuteron a vir n alfa deeltjie helium 4 b vir beta deeltjie of elektron g vir gammafoton ens Die reaksie hierbo sou geskryf word as 6Li d a a 2 3 Bronne WysigSchmitz Taylor 1973 Nuclear Physics Pergamon Press ISBN 0 08 016983 X Bertulani Carlos 2007 Nuclear Physics in a Nutshell Princeton University Press ISBN 978 0 691 12505 3 Verwysings Wysig Cambridge Physics Splitting the Atom www outreach phy cam ac uk in Engels 2 September 2012 Geargiveer vanaf die oorspronklike op 2 September 2012 Besoek op 8 Januarie 2021 Tilley R J D 2004 Understanding Solids The Science of Materials in Engels John Wiley and Sons p 495 ISBN 0 470 85275 5 Wilkinson Freddie 9 Maart 2007 The Astrophysics Spectator Hydrogen Fusion Rates in Stars The Astrophysics Spectator in Engels Besoek op 8 Januarie 2021 Ontsluit van https af wikipedia org w index php title Kernreaksie amp ol,