Ядерные реакции. Энергия реакции

Ядерные реакции – это превращения ядер, которые вызваны взаимодействием -ядра с другим ядром или с элементарной частицей. Используют 2 схемы записи ядерной реакции – развернутую и краткую:

, и ,

где – исходное ядро и конечное; – бомбардирующая (вызывающая реакцию) и испускаемая в реакции частицы. Например:

,

где – дейтон (ядро атома дейтерия).

Во всех ядерных реакциях выполняются следующие законы сохранения (ЗС):

1) ЗС электрического заряда: ;

2) ЗС массового числа (числа нуклонов): ;

3) ЗСИ (импульса ): ;

4) ЗСЭ – полной энергии : .

В левой части записанных законов сохранения суммирование ведется по исходным ядрам и частицам, а в правой части – для продуктов реакции.

Энергию ядерной реакции определяют с помощью закона сохранения энергии следующим образом. Для реакции с развернутой схемой

запишем закон сохранения полной энергии

. (8)

Здесь полная энергия каждого ядра равна сумме его энергии покоя (где – масса покоя ядра) и кинетической энергии :

. (9)

Подставим формулу (9) в уравнение (8) ЗСЭ:

. (10)

Энергия реакции равна разности энергий покоя исходных ядер (и частиц) и ядер и частиц продуктов реакции:

,

или

, (11)

Заметим, что при протекании ядерной реакции кинетическая энергия продуктов реакции может расходоваться на -излучение, на ионизацию, нагрев и свечение среды, на протекание химических реакций и др. эффекты.