033

A HibUl. IM1U.1 ,Vv»« .«»•»». :u, r ), buui :uO ISBN D4H1II ł-7. © l>. »N TOS >«}

33

2 7 PROSTE REAKCJE JĄDROWE

Pierwsza sztuczna przemiana jądra atomowego, wywołana przez człowieka, została zrealizowana w 1919 r. przez Rutherforda, który puddał azot działaniu cząstek er emitowanych przez izotop polonu ^:£JPo. Cząstki takie niają energię 7.6 MeV. a w ich zderzeniu z jądrem azotu powstaje izotop tlenu ',0 oraz proton JH

'iN + ‘He = 'JO + JH

W równaniach przemian jądrowych bilansuje się oddzielnie liczby masowe i oddzielnie liczby atomowe. Ich sumy po obu stronach równania muszą być sobie równe.

Wydajność tej reakcji jest bardzo mała i konieczne było zastosowanie specjalnych metod, by stwierdzić powstawanie nowych nuklidów. Niemniej jednak fakt, że reakcja taka w ogóle zachodzi, był dowx>dem. ż.e możliwe jest przeprowadzenie sztucznej przemiany, transmutacjl. pierwiastków.

Obecnie liczba reakcji jądrowych, jakie fizycy przeprowadzają w laboratoriach, jest bardzo duża. W ich wyniku otrzymuje się liczne izotopy, zarówno takie, które występują w przyrodzie, jak i takie, które w przyrodzie nic są spotykane. Idąca w setki liczba otrzymanych izotopów sztucznych jest znacznie większa od liczby izotopów naturalnych (334). Sztuczne przemiany pierwiastków dochodzą do skutku w wyniku bombardowania jąder atomowych różnego rodzaju cząstkami, np. cząstkami u. neutronami, protonami, deutronami. a nawet jądrami boru lub węgla Przebieg takiej przemiany zależy zarówno od natury ..pocisku", jak i od jego energii.

Reakcje jądrowe można podzielić na cztery główne grupy: proste reakcje jądrowe, kruszenie jąder, rozszczepianie jąder oraz reakcje termojądrowe. W reakcjach jądrowych. nazwanych tutaj prostymi, cząstki bombardujące mają energię nic przekraczającą kilkudziesięciu MeV, a wchłonięcie ich przez jądro łączy się z emisją jednej lub 2 cząstek elementarnych (elektronu, protonu, neutronu itp.). Kruszenie jąder następuje pod wpływem cząstek bombardujących o bardzo wysokiej energii (rzędu kilkuset MeV). Jądra bombardowane tracą w tym przypadku znaczną część swej masy. dochodzącą do 40 u. Na przykład jądra zelaza pod wpływem bombardowania protonami o energii 340 MeV dają liczne izotopy promieniotwórcze pierwiastków od sodu ^;?Na do kobaltu "Co. Rozszczepieniu ulegają niektóre nietrwale, ciężkie jądra atomowe naświetlane powolnymi neutronami. Produktami rozszczepienia są dwa duże fragmenty jądra o porównywalnych masach oraz 2-3 neutrony. Reakcje termojądrowe zachodzą w bardzo wysokich temperaturach (I0⁷ 10’ K) i polegają na łączeniu się najmniejszych jąder (|H, ;D itp ) w większe.

Tutaj zostaną omówione dokładniej proste reakcje jądrowe. Wiele reakcji tego rodzaju zachodzi pod wpływem cząstek <x emitowanych przez naturalne pierwiastki promieniotwórcze. podobnie jak wspomniana juz reakcja tiansmutaeji azotu, /a ich pomocą dokonano transmutacjl lekkich jąder atomowych od boru do potasu (z wyjątkiem węgla i tlenu). Warto tutaj wspomnieć o reakcji berylu prowadzącej tło utworzenia jądra 'jC i równoczesnej emisji jednego neutronu:

jBc -t- !Hc -* ';C + in

Reakcja ta znąidujc zastosowanie do laboratoryjnego w ytwarzania neutronów. W tym celu wystarczy sporządzić mieszaninę preparatu emitującego promienie <r (np. związku