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.
2008 12:13:33]
.4 "Radionuklidy".
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. produkci radionuklidů neutronovými reakcemi zmíníme v
§1. Takovými reakcemi jsou (n, p), (n, d), (n, α), popř. jako zdroje neutronů.
Částice alfa
Částice což jsou jádra hélia 4He2, vyvolávají při ostřelování terčíkových jader nejčastěji reakce typu (α,
n) (α,p), příp. lineárním
urychlovači podrobněji rozebíráno §1. U
lehkých jader mohou tyto reakce probíhat energiemi částic řádu jednotek MeV, které vyskytují u
http://astronuklfyzika.4 "Radionuklidy".
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.
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. Nejčastějšími reakcemi deuteronů s
terčíkovými jádry jsou (d,p) (d,n), které probíhají především přímými procesy "strhávání" nukleonů. těmito efekty vedle urychlovačů setkáváme při dopadu
kosmického záření (§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. urychlovačem řízené transmutační technologie (ADTT). Výsledné jádro často vykazuje β+-radioaktivitu (jádro bývá obohaceno proton); produkci
radionuklidů protonovými reakcemi zmíníme §1.3 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. Reakcí deuterony
urychlenými cyklotronu často používá přípravě radionuklidů, příp.
Takovéto přímé procesy probíhají odtržením pohlcením neutronu protonu deuteronu poli
atomového jádra.htm 34) [15.6 "Ionizující záření", část "Kosmické záření"); níže zmíněno zajímavé využití tříštivé
reakce pro tzv.10. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika. 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).10-13cm mezi protonem neutronem v
deuteronu jejich menší vazbovou silou (odpovídající vazbové energii 2,226MeV). Podle energie protonů může probíhat řada reakcí.
*) Urychlování protonů jiných nabitých částic (těžších iontů) provádí nejčastěji cyklotronu, popř. emisí kvanta oba tyto typy reakcí probíhají zhruba stejnou pravděpodobností.RNDr.
Neutrony mohou jádrech vyvolat další reakce spojené vyzářením částic, zvláště při vyšších
kinetických energiích. způsobeno relativně velkou vzdáleností ≈4. při vyšších energiích může dojít k
vyzáření více částic, třebas (n, 2p) pod. 1.cz/JadRadFyzika3.
U těžkých jader oblasti uranů transuranů vyvolávají neutrony specifické reakce štěpení jader, nichž
bude podrobně pojednáno níže pasáži "Štěpení atomových jader". Nově vzniklé
jádro izotop téhož prvku, obohacený jeden neutron; často vykazuje β−-radioaktivitu. Jaderné reakce vyvolané neutrony jsou dále využívány neutronové aktivační
analýze (§3.4, část "Aktivační analýza").5 "Elementární částice", část "Urychlovače nabitých částic"). (p, 2n), (p, pn),
(p,3n). dochází k
produkci dalších částic, nejčastěji π-mesonů
