โอ้ Vysotskaya "แม่ที่รักของเรา" ข้าว. และ Arkhangelskaya นกกาเหว่างอน (O. Vysotskaya)

ชอบ ปฏิกริยาเคมีปฏิกิริยานิวเคลียร์ก็ได้ ดูดความร้อนและ คายความร้อน.

ปฏิกิริยานิวเคลียร์แบ่งออกเป็นปฏิกิริยาการสลายตัวและปฏิกิริยาฟิวชัน ชนิดพิเศษปฏิกิริยานิวเคลียร์ก็คือ นิวเคลียร์. ช่วงเวลาของการสลายตัวของนิวเคลียร์และการแยกตัวของนิวเคลียร์มีความหมายอย่างยิ่ง ประเภทต่างๆปฏิกิริยา [ ].

1. ประวัติศาสตร์

ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดจากเทียมเกิดขึ้นครั้งแรกในปีนี้ เออร์เนสต์ รัทเธอร์ฟอร์ด, การฉายรังสี อนุภาคอัลฟ่า ไนโตรเจน. ปฏิกิริยาดำเนินไปตามแบบแผน

2. กฎหมายอนุรักษ์ปฏิกิริยานิวเคลียร์

ในระหว่างปฏิกิริยานิวเคลียร์ทั่วไป กฎหมายการอนุรักษ์ พลังงาน , แรงกระตุ้น , โมเมนตัมเชิงมุมและ ค่าไฟฟ้า.

นอกจากนี้ ยังมีกฎหมายอนุรักษ์พิเศษหลายฉบับที่เกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ทางนิวเคลียร์ เช่น กฎการอนุรักษ์ประจุแบริออน

3. พลังงานที่ส่งออกจากปฏิกิริยานิวเคลียร์

หากผลรวมของมวลที่เหลือของอนุภาคเกิดปฏิกิริยา มากกว่าจำนวนเงินมวลอนุภาคนิ่งหลังปฏิกิริยา จากนั้นปฏิกิริยาดังกล่าวจะเกิดขึ้นพร้อมกับการปล่อยพลังงาน พลังงานนี้เรียกว่าพลังงานที่ส่งออกจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ ผลผลิตพลังงานของปฏิกิริยานิวเคลียร์คำนวณโดยสูตร ΔE = Δmc 2 โดยที่ Δm - ข้อบกพร่องมวล, ค - ความเร็วของแสง.

4. ประเภทของปฏิกิริยานิวเคลียร์

4.1. ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน

ในระหว่างปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน นิวเคลียสใหม่ที่หนักกว่าจะเกิดขึ้นจากนิวเคลียสเบาของธาตุ

โดยทั่วไป ปฏิกิริยาฟิวชันจะเกิดขึ้นได้เฉพาะภายใต้สภาวะที่นิวเคลียสมีพลังงานจลน์สูง เนื่องจากแรงผลักของไฟฟ้าสถิตจะป้องกันไม่ให้นิวเคลียสที่มีประจุคล้ายกันเข้าใกล้กัน ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า สิ่งกีดขวางคูลอมบ์

ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้เทียม เครื่องเร่งอนุภาคที่มีประจุซึ่งไอออน โปรตอน หรืออนุภาคอัลฟาจะเร่งตัวขึ้น สนามไฟฟ้าหรือเครื่องปฏิกรณ์แสนสาหัสซึ่งไอออนของสารได้รับพลังงานจลน์เนื่องจากการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน ใน กรณีหลังเรากำลังพูดถึงปฏิกิริยาฟิวชันแสนสาหัส

4.1.1. นิวเคลียร์ฟิวชันในธรรมชาติ

ในธรรมชาติ ปฏิกิริยาการสังเคราะห์เริ่มขึ้นในนาทีแรกหลังจากนั้น บิ๊กแบง. ในระหว่างการสังเคราะห์นิวเคลียสปฐมภูมิ มีนิวเคลียสแสงเพียงไม่กี่ตัวเท่านั้นที่ถูกสร้างขึ้นจากโปรตอน ( ดิวเทอเรียม , ฮีเลียม , ลิเธียม).
ในปัจจุบัน ปฏิกิริยานิวเคลียร์เกิดขึ้นในแกนกลางของดวงดาว เป็นต้น ดวงอาทิตย์. กระบวนการหลักคือการก่อตัวของนิวเคลียสฮีเลียมจากโปรตอนสี่ตัวซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งใน โซ่โปรตอน-โปรตอนหรือใน วงจรเบธ-ไวซ์แซคเกอร์.

ในดาวฤกษ์ที่มีมวลเกินครึ่ง ม☉อาจมีองค์ประกอบอื่นๆ ที่หนักกว่าเกิดขึ้นได้เช่นกัน กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยการก่อตัวของนิวเคลียสคาร์บอนใน ปฏิกิริยาสามอัลฟา. นิวเคลียสที่เกิดขึ้นจะมีปฏิกิริยาโต้ตอบกับ โปรตอนและ อนุภาคแอลฟาและได้ก่อตัวขึ้นเช่นนี้ องค์ประกอบทางเคมีสู่ยอดเหล็ก

การก่อตัวของนิวเคลียสหนัก (จาก ต่อมวี บิสมัท) เกิดขึ้นในเปลือกของดาวฤกษ์ที่มีมวลค่อนข้างมากในระยะนี้ ยักษ์แดงขอบคุณเป็นหลัก s-กระบวนการและส่วนหนึ่งต้องขอบคุณ p-กระบวนการ. นิวเคลียสของ Navazhchi (ไม่เสถียร) เกิดขึ้นระหว่างการลุกไหม้ ซุปเปอร์โนวา.

4.2. ปฏิกิริยาการสลายตัวของนิวเคลียร์

ปฏิกิริยาการสลายตัวทำให้เกิดกัมมันตภาพรังสีอัลฟ่าและเบต้า ที่ อัลฟาสลายตัวบินออกจากแกนกลาง อนุภาคอัลฟ่า 4 He และเลขมวลและเลขประจุของนิวเคลียสเปลี่ยนเป็น 4 และ 2 ตามลำดับ ที่ การสลายตัวของเบต้าอิเล็กตรอนหรือโพซิตรอนบินออกจากนิวเคลียส เลขมวลของนิวเคลียสไม่เปลี่ยนแปลง แต่จำนวนประจุเพิ่มขึ้นหรือลดลง 1 การสลายตัวทั้งสองประเภทเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ

4.3. นิวเคลียร์

ไอโซโทปจำนวนเล็กน้อยสามารถเกิดฟิชชันได้ ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่นิวเคลียสแบ่งออกเป็นสองส่วนใหญ่ การแยกตัวของนิวเคลียร์สามารถเกิดขึ้นได้เช่น โดยธรรมชาติ,ดังนั้นและ ถูกบังคับ- ภายใต้อิทธิพลของอนุภาคอื่น ๆ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นนิวตรอน

ปีก็มีการเปิดเผยนิวเคลียส ยูเรเนียม-235ไม่เพียงแต่สามารถ การแบ่งส่วนที่เกิดขึ้นเอง(สำหรับนิวเคลียสแสงสองนิวเคลียส) โดยมีการปล่อยพลังงานประมาณ 200 MeV และการปล่อยนิวตรอนสองหรือสามนิวตรอน แต่ยังรวมถึง การแบ่งบังคับ,เริ่มต้นโดยนิวตรอน เมื่อพิจารณาว่าผลของการแยกดังกล่าว นิวตรอนก็ถูกปล่อยออกมาเช่นกัน ซึ่งสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาใหม่ของการฟิชชันแบบบังคับของนิวเคลียสยูเรเนียมที่อยู่ใกล้เคียง ความเป็นไปได้ของปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ก็ชัดเจน ปฏิกิริยาดังกล่าวไม่ได้เกิดขึ้นในธรรมชาติเพียงเพราะยูเรเนียมธรรมชาติประกอบด้วย 99.3% ไอโซโทปยูเรเนียม-238 และมีเพียงยูเรเนียม-235 เท่านั้นที่สามารถเกิดปฏิกิริยาฟิชชันได้ ซึ่งยูเรเนียมธรรมชาติมีเพียง 0.7% เท่านั้น

กลไกของปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันมีดังนี้ พลังนิวเคลียร์ผ่านการโต้ตอบกับอนุภาคเสมือนที่มีการแลกเปลี่ยนกัน (โดยส่วนใหญ่แล้วสิ่งนี้จะเกิดขึ้น ดอกโบตั๋น-ปฏิสัมพันธ์ของนิวคลีออน) มีลักษณะที่ไม่เป็นศูนย์กลาง ซึ่งหมายความว่านิวคลีออนไม่สามารถโต้ตอบพร้อมกันกับนิวคลีออนทั้งหมดในนิวเคลียสได้ โดยเฉพาะในนิวเคลียสที่มีนิวคลีออนสูง เมื่อมีนิวคลีออนจำนวนมากในนิวเคลียส สิ่งนี้ทำให้เกิดความไม่สมดุลในความหนาแน่นของแรงนิวเคลียร์ และความไม่สมดุลเพิ่มเติมของพันธะนิวคลีออน และผลที่ตามมาคือความไม่สมดุลของพลังงานตลอดปริมาตรของนิวเคลียส แกนกลางมีรูปร่างที่แตกต่างจากทรงกลมอย่างมาก ในกรณีนี้ ปฏิกิริยาระหว่างไฟฟ้าสถิตระหว่างโปรตอนสามารถเข้าใกล้ปฏิกิริยารุนแรงในแง่ของพลังงานได้

ดังนั้น เนื่องจากความไม่สมมาตร อุปสรรคพลังงานฟิชชันจึงถูกเอาชนะ และนิวเคลียสก็สลายตัวไปเป็นนิวเคลียสที่เบากว่าและมีมวลไม่สมมาตร

บางครั้งนิวเคลียสสามารถอุโมงค์ไปสู่สถานะพลังงานที่ต่ำกว่าได้

5. ปฏิกิริยานิวเคลียร์ในชีวิตมนุษย์

5.1. ระเบิดปรมาณู

ปฏิกิริยาลูกโซ่ของฟิชชันของนิวเคลียสของอะตอมใน ศตวรรษที่ XXเริ่มนำมาใช้ใน ระเบิดปรมาณู. เนื่องจากจำเป็นต้องมีปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่รุนแรง มวลวิกฤต(มวลที่จำเป็นสำหรับการพัฒนาปฏิกิริยาลูกโซ่) จากนั้นเพื่อดำเนินการระเบิดปรมาณูจะมีการรวมหลายส่วนที่มีมวลน้อยกว่าวิกฤตเข้าด้วยกันจะเกิดมวลวิกฤตยิ่งยวดและเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิชชันพร้อมกับการปล่อย ปริมาณมากพลังงาน - เกิดขึ้น การระเบิดของนิวเคลียร์.

5.2. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใช้ในการแปลงพลังงานความร้อนของการสลายตัวของนิวเคลียร์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า วิธีการใช้ส่วนผสมเป็นเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์ ไอโซโทปยูเรเนียม-235 และยูเรเนียม-238 หรือพลูโตเนียม-239 เมื่อนิวตรอนเร็วกระทบนิวเคลียสของอะตอมยูเรเนียม-238 มันจะเปลี่ยนเป็น พลูโตเนียม-239 และสลายตัวตามมาด้วยการปล่อยพลังงาน กระบวนการนี้สามารถเป็นวัฏจักรได้ แต่ต้องใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนเร็ว ปัจจุบันนิวไคลด์ยูเรเนียม-235 ถูกใช้เป็นส่วนประกอบหลักในเครื่องปฏิกรณ์ เพื่อให้มีปฏิกิริยากับนิวตรอนเร็ว จะต้องทำให้พวกมันช้าลง วิธีการใช้โมเดอเรเตอร์:

ตามประเภทของน้ำที่ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์ D 2 O หรือ H 2 O เครื่องปฏิกรณ์จะแบ่งออกเป็น หนักน้ำและ น้ำไฟตามลำดับ ในเครื่องปฏิกรณ์น้ำหนักหนัก ยูเรเนียม-238 นิวไคลด์ถูกใช้เป็นเชื้อเพลิง ในเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบา - ยูเรเนียม-235 เพื่อควบคุมปฏิกิริยาการสลายตัวและหยุดมัน จะใช้แท่งควบคุมที่มีไอโซโทป โบรอนหรือ แคดเมียม. พลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิชชันจะถูกกำจัดออกโดยสารหล่อเย็น ดังนั้น มันจึงร้อนขึ้น และเมื่อโดนน้ำ มันก็จะร้อนขึ้น และกลายเป็นไอน้ำ (โดยมากแล้ว สารหล่อเย็นก็คือน้ำนั่นเอง) ทั้งคู่หมุนกังหันไอน้ำซึ่งหมุนโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ

แบ่งออกเป็น 2 ประเภท: ปฏิกิริยาแสนสาหัสและปฏิกิริยาภายใต้อิทธิพลของอนุภาคกัมมันต์นิวเคลียร์และการแยกตัวของนิวเคลียร์ อย่างแรกต้องใช้อุณหภูมิ ~ หลายล้านองศาในการเคลื่อนตัวของพวกมัน และเกิดขึ้นเฉพาะภายในดาวฤกษ์หรือที่ การระเบิดของระเบิดเอช. อย่างหลังเกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศและเปลือกโลกเนื่องจากการฉายรังสีคอสมิกและเนื่องจากอนุภาคกัมมันต์นิวเคลียร์ในเปลือกโลกตอนบน อนุภาคอวกาศเร็ว (พลังงานเฉลี่ย ~2 10 9 eV) เข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลก มักทำให้เกิดการแตกตัวของอะตอมในชั้นบรรยากาศ (N, O) ออกเป็นชิ้นส่วนนิวเคลียร์ที่เบากว่าโดยสิ้นเชิง รวมทั้ง นิวตรอนอัตราการก่อตัวของหลังมีค่าถึง 2.6 นิวตรอน (ซม. -2 วินาที -1) นิวตรอนมีปฏิกิริยาโต้ตอบกับ N ในชั้นบรรยากาศเป็นส่วนใหญ่ ทำให้เกิดการก่อตัวของกัมมันตภาพรังสีอย่างต่อเนื่อง ไอโซโทปคาร์บอน C 14 (T 1/2 = 5568 ปี) และไอโซโทป H 3 (T 1/2 = 12.26 ปี) ตามปฏิกิริยาต่อไปนี้ N 14 + ป= ค 14 + ชม 1; ยังไม่มีข้อความ 14+ n= ค 12 + ชม 3 การผลิตเรดิโอคาร์บอนในชั้นบรรยากาศโลกต่อปีอยู่ที่ประมาณ 10 กิโลกรัม การก่อตัวของกัมมันตภาพรังสี Be 7 และ Cl 39 ในชั้นบรรยากาศก็ถูกสังเกตเช่นกัน ปฏิกิริยานิวเคลียร์ในชั้นเปลือกโลกเกิดขึ้นส่วนใหญ่เนื่องมาจากอนุภาคαและนิวตรอนที่เกิดจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตภาพรังสีที่มีอายุยืนยาว (ส่วนใหญ่เป็น U และ Th) ควรสังเกตการสะสมของ He 3 ในแร่ธาตุบางชนิดที่มี Li (ดู ไอโซโทปฮีเลียมในธรณีวิทยา)การก่อตัวของไอโซโทปนีออนแต่ละตัวในยูซีไนต์, โมนาไซต์และแร่ธาตุอื่น ๆ ตามปฏิกิริยา: O 18 + He 4 = Ne 21 + พี;เฟ 19 + เฮ = นา 22 + พี;นา 22 → เหนือ 22 การก่อตัวของไอโซโทปอาร์กอนในแร่กัมมันตภาพรังสีโดยปฏิกิริยา: Cl 35 + เขา = อายุ 38+ n; Cl 35 + เขา = K 38 + H 1; K 38 → อาร์ 38 ในระหว่างการแยกตัวของยูเรเนียมที่เกิดขึ้นเองและเกิดนิวตรอน จะสังเกตการก่อตัวของไอโซโทปหนักของคริปทอนและซีนอน (ดูวิธีซีนอนเพื่อกำหนดอายุสัมบูรณ์)ในมวลเปลือกโลก การแยกนิวเคลียสของอะตอมเทียมทำให้เกิดการสะสมของไอโซโทปบางชนิดในปริมาณ 10 -9 -10 -12% ของมวลของมวล

• - การเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียสของอะตอมที่เกิดจากอันตรกิริยากับอนุภาคมูลฐานหรือต่อกัน...
• - ปฏิกิริยาลูกโซ่แบบแยกส่วนของนิวเคลียสหนักด้วยนิวตรอน ซึ่งส่งผลให้จำนวนนิวตรอนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และอาจเกิดกระบวนการฟิชชันแบบยั่งยืนในตัวเองได้...

  จุดเริ่มต้น วิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่

• - กระสุนซึ่งผลการทำลายล้างนั้นขึ้นอยู่กับการใช้พลังงานระเบิดนิวเคลียร์ ซึ่งรวมถึงหัวรบนิวเคลียร์ของขีปนาวุธและตอร์ปิโด ระเบิดนิวเคลียร์ กระสุนปืนใหญ่ ประจุลึก ทุ่นระเบิด...

  อภิธานคำศัพท์ทางการทหาร

• พจนานุกรมคำศัพท์ทางกฎหมาย

• - ....

  พจนานุกรมสารานุกรมเศรษฐศาสตร์และกฎหมาย

• - ตามที่กำหนดโดยกฎหมายของรัฐบาลกลาง "ว่าด้วยการใช้พลังงานปรมาณู" ลงวันที่ 20 ตุลาคม 2538 "วัสดุที่มีหรือมีความสามารถในการผลิตสารนิวเคลียร์ฟิสไซล์"...

  พจนานุกรมกฎหมายขนาดใหญ่

• - snurps, RNA นิวเคลียร์ขนาดเล็ก - RNA นิวเคลียร์ขนาดเล็ก กลุ่ม RNA นิวเคลียร์ขนาดเล็กที่กว้างขวางที่เกี่ยวข้องกับ RNA นิวเคลียร์ที่แตกต่างกัน เป็นส่วนหนึ่งของเม็ดไรโบนิวคลีโอโปรตีนขนาดเล็กของนิวเคลียส...
• - ดูนิวเคลียร์ขนาดเล็ก...

  อณูชีววิทยาและพันธุศาสตร์ พจนานุกรม

• - ปฏิกิริยานิวเคลียร์ซึ่งอนุภาคตกกระทบจะถ่ายโอนพลังงานไม่ใช่ไปยังนิวเคลียสเป้าหมายทั้งหมด แต่ไปยังนิวเคลียสที่แยกจากกัน นิวคลีออนหรือกลุ่มของนิวคลีออนในนิวเคลียสนี้ ใน P.I. ร. ไม่มีสารประกอบนิวเคลียสเกิดขึ้น...

  วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ. พจนานุกรมสารานุกรม

• - อุบัติเหตุที่เกิดขึ้นที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ในระหว่างอุบัติเหตุทางนิวเคลียร์ การปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสีในสิ่งแวดล้อมเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว...

  พจนานุกรมนิเวศวิทยา

• - การเปลี่ยนแปลงของอะตอมของนิวเคลียสเมื่อชนกับนิวเคลียสอื่น อนุภาคมูลฐาน หรือรังสีแกมมา โดยการระดมยิงนิวเคลียสหนักด้วยนิวเคลียสที่เบากว่า ทำให้ได้ธาตุทรานยูเรเนียมทั้งหมด...

  พจนานุกรมสารานุกรมโลหะวิทยา

• - กระบวนการทางนิวเคลียร์ซึ่งพลังงานที่นำเข้าสู่นิวเคลียสของอะตอมถูกถ่ายโอนไปยังนิวเคลียสกลุ่มหนึ่งหรือกลุ่มเล็กๆ เป็นส่วนใหญ่...

  สารานุกรมผู้ยิ่งใหญ่แห่งสหภาพโซเวียต

• - ปฏิกิริยานิวเคลียร์โดยตรง - ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่อนุภาคตกกระทบถ่ายโอนพลังงานไม่ใช่ไปยังนิวเคลียสเป้าหมายทั้งหมด แต่ไปยังนิวคลีออนแต่ละตัวหรือกลุ่มนิวคลีออนในนิวเคลียสนี้ ปฏิกิริยานิวเคลียร์โดยตรงไม่ก่อให้เกิดสารประกอบ...
• - ดูปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์...

  ใหญ่ พจนานุกรมสารานุกรม

• - ปฏิกิริยาการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียสของอะตอมเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคมูลฐาน, γ-ควอนต้าหรือต่อกัน Ernest Rutherford เริ่มศึกษาเรื่องนี้ครั้งแรกในปี 1919...

  พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

• - ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ - ปฏิกิริยายั่งยืนในตัวเองของฟิชชันของนิวเคลียสของอะตอมภายใต้อิทธิพลของนิวตรอนภายใต้เงื่อนไขที่แต่ละปฏิกิริยาฟิชชันมาพร้อมกับการปล่อยนิวตรอนอย่างน้อย 1 นิวตรอน ซึ่งรับประกันการบำรุงรักษา...

  พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

หนังสือ "ปฏิกิริยานิวเคลียร์ในธรรมชาติ"

ยูโรมิสไซล์นิวเคลียร์