Δευτέρα, 05 Μαρτίου 2012 01:51

πυρηνική αντίδραση

Written by
Rate this item
(0 votes)
πυρηνική αντίδραση (Πυρ. Φυσ.). Όρος που προσδιορίζει τα φαινόμενα που αφορούν τον μετασχηματισμό των ατομικών πυρήνων. Πρόκειται για μια μορφή ανακατάταξης των διαφόρων συστατικών του πυρήνα. Οι π.α. προκαλούνται από τις αλληλεπιδράσεις ατομικών πυρήνων με σωμάτια, με κβάντα γ ή με άλλους ατομικούς πυρήνες και δεν είναι μια αυθόρμητη διαδικασία. Αποτελούν θεμελιώδες μέσο για τη μελέτη των ατομικών πυρήνων.
Η αυξανόμενη ισχύς των επιταχυντών σωματίων είχε ως επακόλουθο τη χρησιμοποίηση βλημάτων (σωμάτια με τα οποία βομβαρδίζουμε τους υπό μελέτη πυρήνες), φορτισμένων με ενέργεια πάντοτε υψηλότερης και αυξανόμενης ποικιλίας· στα ηλεκτρόνια, στα πρωτόνια, στα δευτερόνια (πυρήνες δευτερίου, που αποτελούνται από ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο) και στα σωμάτια α (πυρήνες ηλίου που αποτελούνται από δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια), προστέθηκαν βαρύτεροι πυρήνες. Από άλλη πλευρά, οι πυρηνικοί αντιδραστήρες έθεσαν στη διάθεση των ερευνητών δέσμες νετρονίων μεγάλης ενέργειας. 
Κατά τη μελέτη των π.α. μεγάλο ενδιαφέρον παρουσιάζει η επινόηση της ενεργού διατομής κρούσεως σ· με αυτό τον όρο αναφέρεται ο λόγος μεταξύ του αριθμού των συμβάντων (π.α.) που επαληθεύονται στη μονάδα του χρόνου και της έντασης αριθμού των σωματίων που διέρχονται από τη μονάδα της επιφάνειας στη μονάδα του χρόνου της δέσμης των προσπιπτόντων σωματίων. Με άλλα λόγια, η ενεργός διατομή κρούσης δείχνει την πιθανότητα που έχει μία π.α. να πραγματοποιηθεί. Αυτή μπορεί να μελετηθεί και από άλλη πλευρά: αν έχουμε μια δέσμη σωματίων με ένταση ενός σωματίου ανά τ. εκ. και θεωρήσουμε τον πυρήνα επιφάνειας ίσης με την ενεργό διατομή κρούσης, η πιθανότητα να επαληθεύσει το αποτέλεσμα (δηλαδή να έχουμε αλληλεπίδραση μεταξύ σωματίου της δέσμης και του πυρήνα) δίνεται από τον λόγο μεταξύ των δύο επιφανειών.
Επειδή οι γραμμικές διαστάσεις των πυρήνων είναι της τάξης των 10-12 εκ., συμπεραίνεται ότι γενικά οι ενεργές διατομές είναι της τάξης (10-12)2 = 10-24 τ. εκ., γι’ αυτό η συγκεκριμένη τιμή επελέγη ως μονάδα μέτρησης της ενεργού διατομής, με την ονομασία barn (1 barn = 10-24 cm2). Στην πραγματικότητα, η επαλήθευση μιας π.α. και συνεπώς η τιμή της ενεργού διατομής για τη συγκεκριμένη αντίδραση είναι συνάρτηση της ενέργειας των σωματίων της προσπίπτουσας δέσμης. Υπάρχει ακόμα για κάθε π.α. η τιμή της ενέργειας των σωματίων, για την οποία η τιμή της ενεργού διατομής είναι μέγιστη. 
Από την άποψη της ιστορίας, σημαντική ήταν η π.α. με σωμάτια α, τα οποία παράγονται από ραδιενεργό φυσική πηγή, κατά την οποία τη σύγκρουση του σωματίου α ακολούθησε εκπομπή ενός πρωτονίου από μέρους του πυρήνα. Αυτό είναι το πρώτο παράδειγμα πυρηνικού μετασχηματισμού του συγκεκριμένου τύπου, που παρατήρησε το 1919 ο Ράδερφορντ, στη διάρκεια του οποίου το άζωτο, αφού βομβαρδίστηκε με σωμάτια α, μεταστοιχειώθηκε σε οξυγόνο. Η εξίσωση αυτής της π.α. είναι:
714Ν + 24Ηe → 817O + 11H. 
Ιδιαίτερο πρακτικό ενδιαφέρον έχουν οι π.α. σχάσης, μια ιδιαίτερη περίπτωση αντίδρασης, κατά την οποία ο πυρήνας διασπάται σε δύο θραύσματα (βλ. λ. πυρηνική σύντηξη· πυρηνική σχάση).
Επιπλέον, πρέπει να σημειωθούν οι π.α., στις οποίες γίνεται σχηματισμός στοιχείων που έχουν ατομικό αριθμό μεγαλύτερο από αυτόν του ουρανίου (σχετικά υπερουράνια) και οι αντιδράσεις πυρηνικής διασποράς (αγγλ. scattering) που χαρακτηρίζονται από το γεγονός ότι το προσπίπτον σωμάτιο και το εκπεμπόμενο είναι το ίδιο.
Read 249 times

Leave a comment

Make sure you enter all the required information, indicated by an asterisk (*). HTML code is not allowed.