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.
U těžkých jader oblasti uranů transuranů vyvolávají neutrony specifické reakce štěpení jader, nichž
bude podrobně pojednáno níže pasáži "Štěpení atomových jader". těmito efekty vedle urychlovačů setkáváme při dopadu
kosmického záření (§1. způsobeno relativně velkou vzdáleností ≈4. U
lehkých jader mohou tyto reakce probíhat energiemi částic řádu jednotek MeV, které vyskytují u
http://astronuklfyzika.4 "Radionuklidy". při vyšších energiích může dojít k
vyzáření více částic, třebas (n, 2p) pod. (p, 2n), (p, pn),
(p,3n). Výsledné jádro často vykazuje β+-radioaktivitu (jádro bývá obohaceno proton); produkci
radionuklidů protonovými reakcemi zmíníme §1. Podle energie protonů může probíhat řada reakcí. 1. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika. urychlovačem řízené transmutační technologie (ADTT).
Takovéto přímé procesy probíhají odtržením pohlcením neutronu protonu deuteronu poli
atomového jádra. Takovými reakcemi jsou (n, p), (n, d), (n, α), popř.htm 34) [15.
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, část "Aktivační analýza"). Reakcí deuterony
urychlenými cyklotronu často používá přípravě radionuklidů, příp.4 "Radionuklidy".10. Nejčastějšími reakcemi deuteronů s
terčíkovými jádry jsou (d,p) (d,n), které probíhají především přímými procesy "strhávání" nukleonů. emisí kvanta oba tyto typy reakcí probíhají zhruba stejnou pravděpodobností.6 "Ionizující záření", část "Kosmické záření"); níže zmíněno zajímavé využití tříštivé
reakce pro tzv.5 "Elementární částice", část "Urychlovače nabitých částic"). 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). Jaderné reakce vyvolané neutrony jsou dále využívány neutronové aktivační
analýze (§3. lineárním
urychlovači podrobněji rozebíráno §1.
*) Urychlování protonů jiných nabitých částic (těžších iontů) provádí nejčastěji cyklotronu, popř.2008 12:13:33]
.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. jako zdroje neutronů.
Neutrony mohou jádrech vyvolat další reakce spojené vyzářením částic, zvláště při vyšších
kinetických energiích. Nově vzniklé
jádro izotop téhož prvku, obohacený jeden neutron; často vykazuje β−-radioaktivitu. dochází k
produkci dalších částic, nejčastěji π-mesonů.
Při nejvyšších energiích protonů (stovky MeV více) dochází tříštivým reakcím, při nichž jádro
víceméně "rozbito" něj vyražen větší počet protonů neutronů různých energiích; popř.10-13cm mezi protonem neutronem v
deuteronu jejich menší vazbovou silou (odpovídající vazbové energii 2,226MeV).RNDr.
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.
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.
Částice alfa
Částice což jsou jádra hélia 4He2, vyvolávají při ostřelování terčíkových jader nejčastěji reakce typu (α,
n) (α,p), příp. produkci radionuklidů neutronovými reakcemi zmíníme v
§1.cz/JadRadFyzika3
