Нуклеарна реакција

У нуклеарној физици, нуклеарна реакција је процес у коме се два атома или честице сударају да би произвеле нове честице, различите од иницијаторских. У принципу, реакција не мора да буде између две честице. Може их бити и више али тиме се смањује вероватноћа судара. Ова трансформација је спонтана у случају радиоактивног распада док је у случају нуклеарне реакције потребна иницирајућа честица. Уколико се честице сударе и одвоје без промена, процес се назива еластични судар.

Једначина нуклеарне реакције

Нуклеарна реакција може да се напише помоћу једначине, исто као и код хемијских реакција. Нуклеарни распад може слично да се напише, али на левој страни ће постојати само један елемент односно један атом(језгро). Свака честица која учествује у реакцији може да се представи хемијским симболом, атомским бројем и атомском масом. Неутрон се пише "n" а протон "p" или "¹H" }-.

Једначина је тачна, једино у случају када су сума атомских маса са обе стране једнаке и када су суме атомских бројева са обе стране једнаке. Пример:

${}_{3}^{6}\mathrm {Li} +{}_{1}^{2}\mathrm {H} \rightarrow {}_{2}^{4}\mathrm {He} \ +\ ?$.

Како би суме биле једнаке, друго језгро на десној страни мора да има атомски број 2 и атомску масу 4, зато је то Хелијум-4. Потпуна једначина би значи изгледала овако:

${}_{3}^{6}\mathrm {Li} +{}_{1}^{2}\mathrm {H} \rightarrow {}_{2}^{4}\mathrm {He} +{}_{2}^{4}\mathrm {He}$,

или једноставније:

${}_{3}^{6}\mathrm {Li} +{}_{1}^{2}\mathrm {H} \rightarrow 2\ {}_{2}^{4}\mathrm {He}$.

Енергија

Енергија која се ослободи приликом нуклеарне реакције има три облика:

• кинетичка енергија продукта реакције
• емисија фотона с високом енергијом, названа гама зраци
• енергија може да остане у нуклеусу, у случају када је језгро у ексцитованом енергетском нивоу

Када је продукт језгро метастабилно (ексцитовано) означава се ("*") поред његовог атомског броја. Ова енергија се углавном ослобађа нуклеарним распадом. Мала количина енергије може да се ослободи и у облику X зрака.