Kodolreakcijas — teorija. Fizika, 12. klase.

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

Kodolreakciju rezultātā no viena veida atomiem rodas cita veida atomi, kuriem piemīt pilnīgi atšķirīgas ķīmiskās īpašības. Kodolreakciju vienādojumos ar simboliem pieraksta tikai atomu kodolus. Pierakstot kāda elementa atoma kodolu, tām vienmēr augšā pieraksta tā masu, kas ir vienāda ar atommasu (vai nuklonu skaitu kodolā), bet apakšā kodola lādiņu, kas ir vienāds ar atomnumuru (vai protonu skaitu kodolā).

Nuklons ir atoma kodola sastāvdaļa. Kodols sastāv no protoniem un neitroniem. Tātad nukloni ir protoni un neitroni. Neitronu skaits kodolā ir vienāds ar atommasas un protonu skaita starpību kodolā.

Elementa atoma kodola pieraksts kodolreakcijās

Uz Saules notiek kodolsintēzes (process, kurā pretēji kodolu dalīšanās procesam notiek kodolu saplūšana) reakcijas — piemēram, hēlija sintēze no diviem ūdeņraža atomiem.

Svarīgi!

Kodolreakcijās 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.

{}_{1}^{2}H + {}_{1}^{3}H \to {}_{2}^{4}H e + {}_{0}^{1}n

Atomu kodolu sabrukšanas reakcijās viens atoma kodols pārvēršas par cita atoma kodolu un radioaktīvu daļiņu. Tas ir visvairāk sastopamās kodolreakcijas dabā uz Zemes.

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

Alfa sabrukšana ir reakcija, kurā atoma kodols izstaro hēlija atoma kodolu

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

(jeb

α

daļiņu), kas sastāv no diviem protoniem un diviem neitroniem.

Reakcijas rezultātā kodola masa samazinās par četrām vienībām, bet kodola lādiņš — par divām vienībām. Rakstot reakcijas, hēlija atoma kodolu

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

var apzīmēt arī

{}_{2}^{4}α

Alfa sabrukšana

Bēta sabrukšana ir reakcija, kuras rezultātā tika izsviesta bēta daļiņa. Izšķir divu veidu bēta sabrukšanas

β^{-}

β^{+}

Bēta mīnuss

β^{-}

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

Elektronu apzīmē

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

vai

β^{-}

daļiņa. Dažreiz raksta arī

e^{-}

Beta mīnuss sabrukšana

Bēta 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.

Pozitronu apzīmē

{}_{1}^{0}e

vai

β^{+}

. Var rakstī arī

e^{+}

Beta pluss sabrukšana

Gamma sabrukšana ir reakcija, kuras rezultātā rodas

γ

starojums.

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

{}_{0}^{0}γ

, kuram nav lādiņa un masas.

Piemērs:

Gamma sabrukšana:

{}_{Z}^{A}X^{*} \to {}_{Z}^{A}X + {}_{0}^{0}γ

\(_A^ZX^*\) — ierosināts kodols

\(_A^ZX\) — kodols līdzsvara stāvoklī

γ

kvanta enerģiju var aprēķināt pēc formulas

E = hf

\(f\) — 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}

Iepriekšējā tēma

Atgriezties tēmā

Nākamais uzdevums

Nosūtīt atsauksmi

Atradi kļūdu?

Sūti mums ziņu!

1. Kodolreakcijas

Teorija