Ядерные реакции − процессы, результатом которых является перестройка атомных ядер.

 Ядерные реакции происходят в соответствии с законом сохранения энергии, импульса, электрического заряда, числа нуклонов и др. Суммарная масса конечных продуктов ядерных реакций не равна массе начальных продуктов.

Ядерная реакция протекает с выделением энергии, когда суммарная масса конечных частиц меньше массы исходных ядер и частиц. Освобождающаяся энергия равна разности между суммарной энергией связи образовавшихся ядер и суммарной энергией связи исходных ядер и называется энергетическим выходом ядерной реакции.

Ядерная реакция протекает с поглощением энергии, когда суммарная масса ядер и частиц, образовавшихся при ядерной реакции, больше массы исходных ядер частиц.

Существует несколько моделей атомных ядер, описывающих их строение и свойства, а также возможные реакции между ядрами. Согласно простейшей капельной модели Бора ядро представляет собой каплю несжимаемой заряженной ядерной «жидкости», имеющей сферическую форму.

Для описания ядерных реакций также приходится использовать модельные представления. При не слишком больших энергиях сталкивающихся частиц можно принять модель составного ядра, предложенную Бором. Если частица а налетает на ядро А, то на первом этапе они сливаются, образуя новое составное ядро С* в возбужденном состоянии. На втором этапе возбужденное ядро распадается на конечные продукты ядерной реакции В и b:

А + а → С* → В + b.

Перечислим несколько ядерных реакций, ставших историческими (классическими):

·  первое превращение ядра: Резерфорд (1919)

       147N + 42Не → 178О + 11Н

·   открытие нейтрона: Чедвик (1932)  

        95Ве + 42Не → 126С + 10n

·  первое использование ускоренных протонов: (1932) 

       73Li + 11Н → 42Не + 42Не

· первое искусственное получение радиоактивного элемента и открытие позитрона: Ф. Жолио-Кюри (1932)

        2713Аℓ + 42Не → 3015Р + 10n ,  

       3015Р → 3014Si + 0+1е(позитрон)

·              реакция деления урана: О. Ган, Г. Штрассман (1938),

       23892U + 10n → 14556Ва + 8836Кr + 3 10n

·              реакция синтеза ядер водорода с образованием ядра гелия: 21Н + 31Н → 42Не + 10n + 17,6 МэВ.

Расчёт энергетического выхода ядерной реакции.

Для проведения расчета энергетического выхода ядерной реакции необходимо:

·  определить массу ядер и частиц (m1 + m2) до реакции;

·  определить массу ядер и частиц (m3 + m4) после реакции;

·  определить изменение массы Δm = (m1 + m2) - (m3 + m4);

·   рассчитать изменение энергии ΔЕ = Δm · с2.