Kako se nuklearna reakcija razlikuje od termonuklearne

U načelu, izraz "nuklearna reakcija" i "termonuklearna reakcija" može se tumačiti drugačije, ali u kontekstu koji nas zanima, ovi pojmovi se obično razumiju u prvom slučaju "reakcija nuklearne fisije", au drugom - "Reakcija nuklearne fuzije" (nuklearna fuzija).

Zamislite se za kratko vrijeme nuklearnim fizičarima

Gotovo sva materija oko nas sastoji se od najmanjih čestica - atoma različitih vrsta. Sami atomi su na mnogo načina slični jedni drugima: u jezgri svakog atoma nalazi se jezgra (ona čini (99)% 99,9% ukupne mase atoma i pozitivno nabijena ) i negativno nabijeni elektroni kruže oko njega u ekvivalentnoj količini, ovisno o tipu. atom koji smo odabrali - to jest, općenito, atomi se ne naplaćuju električno pod normalnim uvjetima.

Za razliku od cjelokupne jezgre lješnjaka, jezgra atoma je složenija: sadrži dvije vrste čestica - neopterećene neutrone i pozitivne protone. U teoriji, zbog prisutnosti pozitivnog naboja u protonima, jezgra bi trebala biti odmah "poderana na komadiće" silama kulonskog odbijanja (nakon svega, kao što se naboji ponašaju u prirodi koliko je to moguće!) - međutim, njima se suprotstavlja moćne nuklearne sile, koje na udaljenostima razmjeranim veličini jezgre, ispadaju mnogo jače od kulonskog odbijanja. Ovako postoji atom: elektroni „lepršaju“ vani, a protoni i neutroni provode neku vrstu „zajedničkog plesa“ unutar jezgre.

Nuklearna reakcija

Suptilnost leži u činjenici da nisu sve teoretski moguće kombinacije protona i neutrona "sposobne živjeti u miru" - jedan dio njih se ne može stvoriti u načelu, a drugi dio se ponaša nestabilno: s određenom vjerojatnošću takva "plesna zajednica" spontano se raspada na fragmente uz oslobađanje energije - to su jezgre raznih radioaktivnih elemenata.

I sada neko vrijeme "prekvalificiramo" se kao astrofizičari

Nakon čitanja prethodnog odlomka, postavlja se razumno pitanje: odakle potječe takva divlja raznolikost običnih i radioaktivnih atoma koje sada vidimo oko nas? Govoreći na jednostavan način i zanemarujući brojne suptilnosti, prema mišljenju moderne znanosti, nakon pojave Svemira, u njemu praktički nije bilo drugih atoma osim najjednostavnijeg vodikovog atoma (protonske jezgre s jednim elektronom) i helija.

Pod utjecajem gravitacije gigantskih vodikovih oblaka pojavile su se prve zvijezde tamo gdje je započela reakcija sinteze: ako su vodikovi atomi stisnuti i zagrijani, neke protonske jezgre uspijevaju prevladati elektrostatički odboj i toliko se konvergiraju da ih nuklearne sile ujedine - i usput se oslobađa energija, zbog koje zvijezda "i sja i grije". Reakcija nuklearne fuzije je energetski najučinkovitija za jezgre vodika, međutim, čak i teže jezgre "s škripanjem" mogu ući u nju, sintetizirajući masivnije jezgre (ugljik, kisik i tako dalje).

Međutim, čim dođe do željeza, „trajno slavlje i zabava“ odmah završava: sinteza željeza više nije praćena oslobađanjem energije - i sve energetske reakcije u zvijezdi nestaju, a nakupljanje željeznih jezgri „ubija“ prilično masivnu zvijezdu - ona eksplodira supernova, raspršujući svoju supstancu u prostor oko sebe (slučajno, napominjemo da naše Sunce pripada trećoj generaciji zvijezda koje su nastale iz tvari preostale nakon "smrti" prve dvije). Upravo u vrijeme "smrti" zvijezde rađaju se jezgre koje su teže od željeza, kada monstruozne snage i koncentracije fluksi neutrona i protona djeluju u interakciji s ostatkom supstance "umiruće" zvijezde. Ovdje se također pojavljuju teški radioaktivni elementi, koji "čuvaju" u sebi neko vrijeme energiju koja se kasnije oslobađa tijekom njihovog propadanja.

Ukratko

Dakle, nuklearna reakcija općenito je interakcija jezgre s nekom drugom jezgrom ili elementarnom česticom, zbog čega se sastav i /ili struktura jezgre može promijeniti.
Termonuklearna reakcija (fuzijska reakcija) je vrsta nuklearne reakcije u kojoj se lakše atomske jezgre kombiniraju u teže zbog kinetičke energije njihovog toplinskog gibanja.