Hvad er en nuklear reaktion?
En atomreaktion er en proces, der opstår, når kernen i et atom mister subatomære partikler i den grad, at dens egenskaber ændres. Det originale atom i et element, der gennemgår en nuklear reaktion, kan enten blive en anden isotop eller variation af det samme element, eller det kan blive et andet element helt. Atomreaktioner er tæt forbundet med stråling generelt, som kan forekomme spontant uden for en reaktion. Stråling beskriver ganske enkelt processen med energi eller genstande, der udsendes fra et atom eller en anden partikel. Udtrykket nuklear reaktion refererer imidlertid normalt specifikt til en situation, hvor kerne i to atomer kolliderer og ændrer egenskaberne for mindst en af kernerne.
En nuklear reaktion kan forekomme i mange forskellige former, der hver giver betydeligt forskellige resultater. I en fissionsreaktion opdeles en stor og ofte ustabil partikel, enten spontant eller som et resultat af en kollision, i to forskellige partikler. Det modsatte forekommer i en fusionskerneaktion: to mindre partikler kolliderer, og deres kerner kombineres for at danne en større partikel. Fusionsreaktioner forekommer naturligt i stjerner, men de fleste menneskelige forsøg på at effektivt og effektivt kontrollere dem er mislykkedes. I en spallationsreaktion slås en kerne med tilstrækkelig momentum til at løsne adskillige neutroner eller protoner, hvilket reducerer partikelens atomvægt.
Fission nukleare reaktioner anvendes i nukleare reaktorer til at producere brugbar energi. Ustabile partikler kolliderer og splittes fra hinanden, hvilket genererer en betydelig mængde kinetisk og termisk energi. Denne energi kan høstes af atomreaktoren og bruges til menneskelige bekymringer. Der er betydelig interesse i brugen af fusionsreaktioner til at generere strøm, da de har tendens til at frigive en betydelig mængde energi. Desværre er fusionsreaktioner ekstraordinært vanskelige at kontrollere - de forekommer naturligt under højtryksforholdene med høj energi, der er til stede på stjerner, og sådanne forhold er meget vanskelige at replikere.
Der er flere forskellige slags partikler, der ofte udsendes fra kerner under en nuklear reaktion. Alfapartikler er i det væsentlige de samme som kernerne i heliumatomer og er sammensat af to neutroner og to protoner bundet sammen. Betapartikler er simpelthen elektroner; de har en meget mindre masse og en negativ ladning. Neutroner frigøres også i nukleare reaktioner; de er meget penetrerende, fordi de har en neutral ladning, så der er få kræfter, der forhindrer dem i at passere gennem forskellige stoffer, inklusive menneskelig hud. Gamma-stråler er stråler, der forlader kernen i form af ren energi; de er også meget penetrerende og kan passere næsten alt på grund af deres ikke-eksisterende masse og neutrale ladning.