V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
3 Jaderné reakce
Vůbec nejsnadněji lze jaderné reakce vyvolat neutrony, které nemají elektrický náboj, nejsou jádry
odpuzovány proto většinou ochotně vstupují jader tehdy, když jsou pomalé. těmito efekty vedle urychlovačů setkáváme při dopadu
kosmického záření (§1.
U těžkých jader oblasti uranů transuranů vyvolávají neutrony specifické reakce štěpení jader, nichž
bude podrobně pojednáno níže pasáži "Štěpení atomových jader".4, část "Aktivační analýza"). lineárním
urychlovači podrobněji rozebíráno §1.
Při nejvyšších energiích protonů (stovky MeV více) dochází tříštivým reakcím, při nichž jádro
víceméně "rozbito" něj vyražen větší počet protonů neutronů různých energiích; popř.
Reakce vyvolané deuterony, a-částicemi, těžšími kladnými ionty
Deuterony
Další poměrně těžkou částicí, která může vyvolávat jaderné reakce, jsou ionty-jádra deuteria 2H1, neboli
deuterony tvořené vázanou dvojicí protonu neutronu.4 "Radionuklidy". Takovými reakcemi jsou (n, p), (n, d), (n, α), popř. (p, 2n), (p, pn),
(p,3n). Reakcí deuterony
urychlenými cyklotronu často používá přípravě radionuklidů, příp.
Částice alfa
Částice což jsou jádra hélia 4He2, vyvolávají při ostřelování terčíkových jader nejčastěji reakce typu (α,
n) (α,p), příp. způsobeno relativně velkou vzdáleností ≈4.RNDr. Podle energie protonů může probíhat řada reakcí. emisí kvanta oba tyto typy reakcí probíhají zhruba stejnou pravděpodobností. jako zdroje neutronů.
*) Urychlování protonů jiných nabitých částic (těžších iontů) provádí nejčastěji cyklotronu, popř.10.6 "Ionizující záření", část "Kosmické záření"); níže zmíněno zajímavé využití tříštivé
reakce pro tzv. Nově vzniklé
jádro izotop téhož prvku, obohacený jeden neutron; často vykazuje β−-radioaktivitu. Nejčastějšími reakcemi deuteronů s
terčíkovými jádry jsou (d,p) (d,n), které probíhají především přímými procesy "strhávání" nukleonů. dochází k
produkci dalších částic, nejčastěji π-mesonů.
Neutrony mohou jádrech vyvolat další reakce spojené vyzářením částic, zvláště při vyšších
kinetických energiích. při vyšších energiích může dojít k
vyzáření více částic, třebas (n, 2p) pod. Jaderné reakce vyvolané neutrony jsou dále využívány neutronové aktivační
analýze (§3.htm 34) [15.4 "Radionuklidy".
Nejjednodušší nich radiační záchyt protonu (p, γ): NXZ N+1YZ+1 nastávají však reakce typu
(p, p), (p, n), (p, d), (p, α), při vyšších energiích může dojít vyzáření více částic, např. U
lehkých jader mohou tyto reakce probíhat energiemi částic řádu jednotek MeV, které vyskytují u
http://astronuklfyzika.5 "Elementární částice", část "Urychlovače nabitých částic"). Výsledné jádro často vykazuje β+-radioaktivitu (jádro bývá obohaceno proton); produkci
radionuklidů protonovými reakcemi zmíníme §1.2008 12:13:33]
.10-13cm mezi protonem neutronem v
deuteronu jejich menší vazbovou silou (odpovídající vazbové energii 2,226MeV).cz/JadRadFyzika3. urychlovačem řízené transmutační technologie (ADTT). Nejjednodušší
neutronovou reakcí prostý záchyt neutronu jádrem který již jádře zůstane: 1n0 NXZ N+1YZ g,
přičemž nově vzniklé složené jádro excitovaném stavu deexcituje vyzářením fotonu Proto se
této reakci též říká radiační záchyt neutronu zkráceně zapisuje X(n, γ)Y, nebo jen (n, γ). Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika. produkci radionuklidů neutronovými reakcemi zmíníme v
§1.
Reakce vyvolané protony
K tomu, aby proton vnikl jádra mohl tam vyvolat jadernou reakci, musí být urychlen*) na
poměrně vysokou kinetickou energii (řádově stovky keV), aby překonal odpudivé elektrické
(Coulombovské) síly kladně nabitého jádra. 1.
Takovéto přímé procesy probíhají odtržením pohlcením neutronu protonu deuteronu poli
atomového jádra
