Kodolreakcijas — teorija. Fizika, 12. klase.

Kodolreakcijas

Kodolreakcijas ir reakciju veids, kuru rezultātā mainās atomu kodolu uzbūve.

Kodolreakciju rezultātā no viena elementa izveidojas citi elementi, kuriem piemīt pilnīgi atšķirīgas ķīmiskās īpašības. Kodolreakciju vienādojumos pieraksta tikai atomu kodolus, tos attēlojot attiecīgā elementa simbolu. Pierakstot kāda elementa atoma kodolu vai kādu radioaktīvu daļiņu, tām vienmēr augšā pieraksta tā masu, kas ir vienāda ar atommasu un nuklonu skaitu kodolā, un apakšā kodola lādiņu, kas ir vienāds ar atomnumuru un protonu skaitu kodolā, kā tas ir attēlots 1. attēlā. Nukloni ir protoni un neitroni. Neitronu skaits kodolā ir vienāds ar kodola masas un protona skaita starpību kodolā.

Piemērs:

1. attēls. Elementa atoma kodola pieraksts kodolreakcijās.

Visvairāk sastopamās kodolreakcijas dabā uz Zemes ir kodolu sabrukšanas reakcijas, kurās viens atoma kodols pārvēršas par cita atoma kodolu un radioaktīvu daļiņu. Uz Saules notiek kodolsintēzes reakcijas, no kurām pazīstamākā ir hēlija sintēze no diviem ūdeņraža atomiem.

Svarīgi!

Katrā kodolreakcijā izpildās masas un lādiņa nezūdamības likumi. Visu daļiņu masa pirms reakcijas vienmēr ir vienāda ar visu daļiņu masu pēc reakcijas. Tāpat arī kodola lādiņu summa pirms reakcijas vienmēr ir vienāda ar kopējo kodolu lādiņu pēc reakcijas.

Dabā ir sastopamas 3 kodolu sabrukšanas reakcijas veidi: alfa sabrukšana, beta sabrukšana un gamma sabrukšana.

1) Alfa sabrukšana.

Alfa

α

sabrukšana ir reakcija, kurā atoma kodols izdala hēlija atoma kodolu

{}_{2}^{4}{He}

, kas sastāv no diviem protoniem un diviem neitroniem.

Reakcijas rezultātā kodola masa samazinās par četrām vienībām un kodola lādiņš samazinās par divām vienībām. Hēlija atoma kodolu

{}_{2}^{4}{He}

reakcijās var apzīmēt arī

{}_{2}^{4}α

Piemērs:

2. attēls. Alfa sabrukšana.

2) beta sabrukšana.

Beta sabrukšana ir reakcija, kuras rezultātā viens nuklons kodolā pārvēršas par citu nuklonu. Izšķir divu veidu beta sabrukšanas

β^{-}

β^{+}

Beta mīnuss

β^{-}

sabrukšanas rezultātā viens neitrons pārvēršas par protonu un elektronu. Reakcijas rezultātā kodola masa nemainās, bet lādiņš palielinās par vienu vienību un izdalās viens elektrons

{}_{- 1}^{0}e

, kas ir

β^{-}

daļiņa, kuru var apzīmēt arī ar

e^{-}

Piemērs:

3. attēls. Beta mīnuss sabrukšana.

Beta pluss

β^{+}

sabrukšanas rezultātā viens protons pārveidojas par neitronu un vienu pozitronu

{}_{1}^{0}e

. Reakcijas rezultātā kodola masa nemainās, bet lādiņš samazinās par vienu vienību un izdalās viens pozitrons

{}_{1}^{0}e

, kas ir

β^{+}

daļiņa, kuru var apzīmēt arī ar

e^{+}

Piemērs:

Beta pluss sabrukšana.

3) Gamma sabrukšana.

Gamma sabrukšana

γ

ir reakcija, kuras rezultātā kodola masa un lādiņš nemainās.

Gamma sabrukšanas laikā kodols pāriet no ierosināta stāvokļa uz neierosinātu stāvokli, un rezultātā izdalās jonizējošais gamma starojums

{}_{0}^{0}γ

, kuram nav ne masas, ne lādiņa.

Piemērs:

Gamma sabrukšana

{}_{Z}^{A}X^{*} \to {}_{Z}^{A}X + h ν

\(_A^ZX^*\) — ierosināts kodols

\(_A^ZX\) — kodols līdzsvara stāvoklī

\(\nu\) — gamma kvanta frekvence

\(h\) - Planka konstante

\begin{array}{l} {}_{86}^{224}{Rn}^{*} \to {}_{86}^{224}{Rn} + γ \\ {}_{27}^{58}{Co}^{*} \to {}_{27}^{58}{Co} + γ \end{array}

Atsauce:

E.Šilters, V.Reguts, A.Cābelis, I.Vilks "Fizika 12.klasei" Lielvārds 2008, 320lpp.

Atgriezties tēmā

Nākamais uzdevums

Nosūtīt atsauksmi

Atradi kļūdu?

Sūti mums ziņu!

1. Kodolreakcijas

Teorija