333

Prof. dr hab. Franciszek 

Rogowski

ZMN AMB

 

 

33399

   W odróżnieniu od przemiany 

jądrowej (zachodzącej w jądrze 
atomu izotopu, prom. bez żadnego 
zewnętrznego bodźca) 

reakcją 

jądrową

 nazywamy zjawisko 

polegające na zmianie struktury lub 
stanu energii jądra wywołane przez 
cząstkę lub foton trafiający w jądro.

 

 

Równanie ogólne reakcji jądrowej

dla uproszczenia X(x,y)Y

y

Y

X

x

A

Z

A

Z







2

2

1

1

cząstka 

bombardująca

tarcza

powstające

nowe jądro

cząstka 

emitowana

Prawo zachowania ładunków i liczb 

masowych

2

2

1

1

2

2

1

1

a

A

A

a

z

Z

Z

z













 

 

Reakcje jądrowe

1919 Rutheford, pierwsza reakcja 

jądrowa

p

O

N

1

1

17

8

4

2

14

7









    Prawo zachowania 

liczb masowych i 
liczb atomowych

   Reakcja ta stała się dowodem możliwości 

przetworzenia jąder uznawanych za trwałe

O

p

N

17

8

14

7

)

,

(



(14+4)=(17+1)

i

(7+2)=(8+1)

 

 

lu

b

   Reakcja ważna dla fizyki, tzn. bombardowanie 

berylu cząstkami  polonu → beryl emituje 

promieniowanie, które nie ma ładunku 
elektrycznego, a więc 

promieniowanie 

.

   W 1932 r. Chadwiek postawił hipotezę, że 

może to być promieniowanie cząstkowe 
elektrycznie obojętne

n

C

Be

1

0

12

6

4

2

9

4













C

n

Be

12

6

9

4

,



 

 

   Pierwsze reakcje jądrowe 

przeprowadzano z użyciem cząstek  

polonu, następnie w miarę rozwoju 
różnych urządzeń przyspieszających 
(akceleratory, reaktory), zaczęto 
używać neutronów, protonów 

   i deuteronów.

 

 

deuteron

n

Be

Li

H

1

0

8

4

7

3

2

1







proton

neutron

TL

Hg

n

Hg

203

81

,

203

80

1

0

202

80



 













He

He

Be

p

Li

4

2

4

2

8

4

1

1

7

3









 

 

Fryderyk Joliot Curie i Irena

1934

   umieścili w naczyniu aluminiowym 

silne źródło promieniowania  polonu, 

   Początkowo glin emitował neutrony

   Oprócz tego stwierdzono promieniowanie 

pozytonowe, odkryte w prom. 
kosmicznym (1933 Andersen)

n

P

Al

1

0

30

15

4

2

27

13









 

 

   Po usunięciu polonu z naczynia ustało 

promieniowanie neutronowe, promieniowanie 
pozytonowe występowało nadal – wniosek: 
promieniowanie te pochodzi od świeżo 
powstałego pierwiastka, który stał się sztucznie 
promieniotwórczy

   Produkcja pierwiastków promieniotwórczych w 

reaktorach- napromnieniowanie neutronami

Si

P

30

14

30

15









.

min

55

,

2

30

2

1



P

T

gdzie 

+

 inaczej 

e

0

1



 

 

1. Rozproszenie sprężyste
     cząstka emitowana jest identyczna z 

bombardującą

2. Rozpraszanie niesprężyste 
     energia cząstki bombardującej ulega 

zmniejszeniu, jądro-tarcza zostaje 
wzbudzone

3. Reakcja fotojądrowa

4. Wychwyt radiacyjny

x

X

X

x







x

X

X

x









Y

X



















Y

X

x

Y

y

foton

X

)

,

(

Y

x

X

)

,

(



 

 

Teoria Bohra

dwa etapy przebiegu reakcji jądrowej

I.

Pochłonięcie cząstki przez jądro-tarczę = twór 
pośredni

II.

Emisja cząstki przez jądro złożone















Co

Co

Co

n

60

27

60

27

59

27

1

0

       Proces prowadzący do 

powstania izotopów 
promieniotwórczych 
nazywamy aktywacją

1.

wychwyt radiacyjny

2.

fotoreakcja

3.

inne typy

 

P

n

P

30

15

31

15

,







Na

n

Al

24

11

27

13

,







P

p

d

P

32

15

31

15

,

 

 

Rodziny promieniotwórcze

m

Nazwa

Najtrwalszy izotop i 

jego okres 

połowicznego 

rozpadu

Końcowy 

produkt 

rozpadów

0
1
2
3

Torowa

Neptunow

a

Uranowa

Aktynowa

        10

19

 

s(1,4*10

10

lat)

        10

14

 

s(2,2*10

6

lat)

        10

17

 

s(4,5*10

9

lat)

        10

16

 

s(7,1*10

8

lat)

Pb

207

82

Pb

206

82

U

235

92

U

238

92

Bi

209

83

Pb

208

82

Np

237

93

Th

232

90

 

 

 

 

 

 

Najważniejsze reakcje jądrowe

Pierwsza sztuczna 

przemiana jądrowa

Reakcja, która doprowadziła 

do wykrycia neutronu

Reakcja prowadząca do 

otrzymania fosforu

Reakcja prowadząca do 

wykrycia „sztucznej” 
promieniotwórczości

Reakcje prowadzące do 

otrzymania molibdenu

p

O

N

1

1

17

8

4

2

14

7









n

C

Be

1

0

12

6

4

2

9

4









H

P

n

S

1

1

32

15

1

0

32

16







n

P

Al

1

0

30

15

4

2

27

13

















e

Si

0

1

30

14

Mo

Nb

Zr

jadra

enie

rozszczepi

n

U

s

99

min

3

99

30

99

235

)

_

,

(



 









 

Mo

n

Mo

99

98

,



 

 

Akcelerator Van de Graaffa

    Skonstruowany został w 1931 roku. Działa na 

zasadach maszyny elektrostatycznej o dużych 

wymiarach.

Używany jest do przyspieszania cząstek 

elementarnych z ładunkiem elektrycznym

.

 

 

Akcelerator liniowy cząstek o 

ładunku dodatnim.

 

 

Uproszczony schemat 

cyklotronu z dwoma duantami.

do tarczy

 

 

Budowa generatora Mo-99/Tc-

99m

   Kolumna zawiera Al

2

O

3

 z 

zaadsorbowanym Mo-99, z 

którym w równowadze jest 

Tc-99m. 

    Pojemnik ołowiany ma tak 

dobraną grubość warstwy 

ołowiu, by maksymalnie 

ograniczyć dawkę 

ekspozycyjną (szczególnie 

od promieniowania  

radioizotopu Mo-99).