Co je to jaderná reakce?

Jaderná reakce je proces, ke kterému dochází, když jádro atomu ztratí subatomické částice do té míry, že se změní její vlastnosti. Původní atom prvku, který podléhá jaderné reakci, se může stát jiným izotopem nebo rozmanitostí stejného prvku, nebo se může zcela stát jiným prvkem. Jaderné reakce jsou úzce spojeny s ozářením obecně, které se může vyskytnout spontánně mimo reakci. Záření jednoduše popisuje proces energie nebo předmětů, které jsou emitovány z atomu nebo jiné částice. Termín jaderná reakce se však obvykle konkrétně týká situace, ve které se jádra dvou atomů srazí a změní vlastnosti alespoň jednoho z jader.

Jaderná reakce může nastat v mnoha různých formách, z nichž každá dává výrazně odlišné výsledky. Při štěpné reakci se velká a často nestabilní částice, buď spontánně, nebo v důsledku kolize, rozdělí na dvě různé částice. Opak je ve fúzní jaderné reakci: dvě menší částice se srazí a jejich jádra se spojí a vytvoří větší částici. K fúzním reakcím dochází přirozeně ve hvězdách, ale většina pokusů o jejich efektivní a účinnou kontrolu selhala. Při spallační reakci je jádro zasaženo dostatečným tempem k uvolnění několika neutronů nebo protonů, čímž se sníží atomová hmotnost částice.

Štěpné jaderné reakce se používají v jaderných reaktorech k výrobě využitelné energie. Nestabilní částice se srazí a rozdělí se, čímž se vytvoří značné množství kinetické a tepelné energie. Tuto energii může jaderný reaktor odebrat a použít k lidským obavám. Existuje značný zájem o použití fúzních reakcí k výrobě energie, protože mají tendenci uvolňovat značné množství energie. Fúzní reakce jsou bohužel mimořádně obtížně kontrolovatelné - vyskytují se přirozeně ve vysokotlakých podmínkách s vysokou energií přítomných na hvězdách a tyto podmínky je velmi obtížné replikovat.

Existuje několik různých druhů částic, které jsou běžně emitovány z jader během jaderné reakce. Alfa částice jsou v podstatě stejné jako jádra atomů helia a jsou složeny ze dvou neutronů a dvou protonů spojených dohromady. Beta částice jsou prostě elektrony; mají mnohem menší hmotnost a záporný náboj. Neutrony jsou také uvolňovány v jaderných reakcích; velmi pronikají, protože mají neutrální náboj, takže existuje jen málo sil, které jim brání v průchodu různými látkami, včetně lidské kůže. Gama paprsky jsou paprsky, které opouštějí jádro ve formě čisté energie; také velmi pronikají a mohou projít téměř cokoli kvůli jejich neexistující masové a neutrální náboji.