Ядролық реакциялар және олардың негізгі түрлері

Ядролык реакциялар - элементар бөлшектермен (оның ішінде γ- квантпен) немесе бір-бірімен әсерлескен кездегі атомдык ядролардың түрленуі.

Реакциялар символдық түрде былай жазылады:

немесе Х(а, )Y

мұндагы X жэне Ү - бастапкы жэне ақырғы ядро, а жэне b - ядролык реакция кезінде аткылайтын жэне шыгаратын (шыгарылатын) бөлшектер.

Кез келген ядролык реакция кезінде электр зарядының жэне массалық сандардың сацталу заңдары орындалады: ядролык реакцияга түсетін ядро мен бөлшек зарядтарының (массалык сандарының) косындысы реакцияның соңғы өнімі (ядро мен бөлшек) зарядтарының (массалык сандарының) косындысына тең. Сондай-ак энергияның, іімпулъстің және импулъс моментінің сақталу заңы да орындалады.

Ядролык реакциялар экзотермияльщ (энергияның бөлінуімен жүретін реакция) жэне эндотермиялық (энергияның жүтылуымен жүретін реакция) деп болінеді.

Ядролык реакциялар бірнеше кезеңмен өтеді. Бірінші кезеңде ұшып келген бөлшек ядро нысанада тоқтап, құрама ядро немесе компаунд-ядро түзеді жэне оның энергиясы кандай-да бір нуклонға берілмейді, ол күрама ядроның барлык бөлшектеріне біркелкі таралады, олай болса бөлшектердің бірде біреуі ядродан шығып кетуге жеткілікті энергияны ала алмайды. Құрама ядро сұйық тамшысындағы бөлшектердің козғалысына ұқсас, бейберекет козғалыс жасайтын болшектердің қоздырылған статистикалық жүйесі деп қарастырылады. Құрама ядро бөлшектері арасындағы коздыру энергиясының біркелкі таралуынан кездейсоқ ауытқу нәтижесінде олардың біреуіне ядродан үшып шығуға жеткілікті энергия шоғырланады. Ядролык реакцияның екінші кезеңі бірінші кезеңнен кейін (10⁷÷10⁸ )- _я уақыт өткенде өтеді, мұндағы _я –сипаттамалық ядролық уақыт (~ 10^-22 с). Компаунд-ядро түзілуімен жүретін ядролык реакцияның схемасы:

+

мұндағы -бастапкы ядро-нысана, а -ұшып келе жаткан бөлшек,

-кұрама ядро, -ядро - ядролық реакцияның өнімі, b -реакция нәтижесінде ядродан ұшып шыққан бөлшек.

Егер a ≡ b онда ядродан бөлшектер шашырайды: E_b = E_a кезінде серпімді .E_b≠ E_a серпімсіз шашырайды. Егер де шығарылған бөлшек қармап алынған бөлшекпен b ≠ a тен болмаса онда ядролық рекация тура мағынады жүреді.

Ядролық реакциялар:

1) Реакцияға қатысатын бөлшектердің тегі бойынша нейтрондардың, зарядталған бөлшектердің, γ-сәулелердің әсерінен болатын реакциялар;

2) Реакцияны тударатын бөлщектердің энергиясы бойынша – аз, орташа және жоғары энергия кезіндегі реакциялар;

3) Реакцияға қатысатын ядролардың тегі бойынша – жеңіл (А<50), орташа (50<A<100)және ауыр (A>100) ядролардағы реакциялар;

4) Ядролық түрленудің сипаты бойынша – нейтрондарды, зарядталған бөлшектерді шығарумен жүретін реакциялар; қармау реакциялары (бұл жағдайда құрама ядро ешқандай бөлшек шығармайды, ал өзі бір немесе бірнеше γ-квант шығарып, негізгі күйге өтеді).