【核反应】
利用天然放射性的高速粒子或利用人工加速的粒子去轰击原子核时, 由于相互作用而产生各种变化的过程叫做核反应。在核反应过程中将有能量放出或吸收。所放出或吸收的能量叫做反应能。放出能量的核反应叫做放能反应,吸收能量的核反应叫做吸能反应。历史上第一个
人工核反应是由卢瑟福在1919年实现的,他用α粒子( 4He)轰击氮,
产生了
14 N + 4 He →17 O +1 H
7 2 8 1
的核反应。现在利用各种加速器和原子核反应堆,能进行上万种核反应, 由此获得了千余种放射性同位素和各种介子、超子、反质子、反中子等基本粒子。任何核反应的过程都遵守能量、动量、质量和电荷等守恒定律。这方面的研究对于了解原子核的结构,基本粒子间的相互作用。以及探索新的能源等方面都有重大意义,通过裂变反应而释放出来的巨大能量在技术上已能加以控制和利用。要发生吸能反应,入射粒子的能量必须大于阈能。阈能的值大于反应能。如果入射粒子的能量小于阈能,吸能反应就不
能发生。反应能的量值和符号,可以按爱因斯坦相对论的质能关系式加以确定。如果引起反应的粒子和靶核的静止质量分别为 Ma 和 Mx,反应后产物的静止质量分别为 Mb 和 My,根据质量守恒定律应满足下式:
Mx + Ma = My + Mb + ∆m
如果Δm>0,则在反应中是放出能量的。反之,当Δm<0 时,反应将吸收能量。反应中放出或吸收的能量为
ΔE=Δmc2