Jadern reakce Co to je Reakce mezi atomovmi

Jaderné reakce

Co to je? • Reakce mezi atomovými jádry (naopak chemická reakce je rekce mezi elektronovými obaly, mohou se při ní vyměňovat elektrony) • Jeden prvek se může měnit na jiný • První úspěšný umělý pokus: E. Rutherford 1919: dusík 14 + helium 4 kyslík 17 + vodík 1 • Zajímavé jsou reakce, při kterých se uvolňuje energie

Druhy reakcí • Štěpení jader – těžké jádro se rozdělí na více lehčích a uvolní se energie • Slučování jader (jaderná fúze) – dvě lehká jádra se sloučí na jedno těžší a uvolní se energie • Uvolněná energie DE=Dmc 2 (energie se uvolňuje, pokud jsou výsledná jádra lehčí než výchozí)

Štěpení jader • Nejčastěji používán uran 235 (relativně vzácný) • Pro srážce s neutronem se může jádro U 235 rozštěpit na dvě lehčí jádra a 2 -3 neutrony • ty mohou narazit do dalšího jádra U 235 a vyvolat štěpnou reakci řetězová reakce • Neomezujeme-li počet vzniklých neutronů, výkon stoupá výbuch • Ten nastává samovolně při překročení kritického množství (asi 44, 5 kg) – princip uranové bomby • Ostré použití bomby: Japonsko 1945 –obr. 1, obr. 2, obr. 3 • Omezujeme-li počet neutronů řízená reakce (v reaktorech) • Další štěpné materiály: plutonium 239 (výroba z uranu 238), uran 233 (výroba z thoria 232 v reaktorech)

Slučování jader • Např. D+T He 4+n • Atraktivní, bezpečná, leč obtížná • Jádra D a T se odpuzují je nuné je napřed k sobě dotlačit • Tzn. Vrhnout je proti sobě vysokými rychlostmi • Toho lze docílit zahřátím na vysokou teplotu (107 °C) • Řízená reakce probíhá v TOKAMAKU – v něm se horký plyn (plazma) udržuje magnetickým polem a zahřívá se elektrickým proudem – zatím nefunguje dlouhodobě • Neřízená reakce – zvládnutá dobře – vodíková bomba (jako rozbuška pro získání vysoké teploty slouží uranová bomba)

Anihilace hmoty • Získá se všechna energie • Setká se částice s antičásticí (má opačný náboj), obě zmizí a vznikne energie (záření gamma) – E=mc 2 • Neumíme využít

Využití – jaderný reaktor • Primární, sekundární, terciární okruh • Animace • Primární okruh: palivové tyče, regulační tyče, havarijní tyče + voda (moderátor) – ta se zahřívá letícími neutrony) • V parogenerátory předá energii vodě sekundárního okruhu; z té se stane pára a pohání turbínu • Pomocí studené vody v terciárním (chladícím) okruhu pára po průchodu turbínou zkapalní a jde zpět do parogenerátoru