Fyzika - skripta
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOC.
Tyto reakce probíhají ve hvězdách, horké plazma je zde udržováno gravitačními silami. Na Zemi probíhají pokusy v tokamaku – (plazma je v nádobě prstencového tvaru udržováno v úzkém paprsku ve středu prstence působením silného magnetického pole).
Krátkodobě probíhá jaderná syntéza ve vodíkové bombě. Rozbuškou, která poskytuje dostatečnou teplotu je jaderná bomba.
Štěpení jader
Z jednoho jádra vznikají dvě jádra s přibližně stejným protonovým číslem, uvolňuje se při tom energie ().
Neutron zpomalený vrstvou vody nebo parafínu může rozštěpit jádro na 2 přibližně stejně těžká jádra. Nově vzniklá jádra jsou v excitovaném stavu, nestabilní a dále se rozpadají.
Nově uvolněné neutrony mohou po zpomalení štěpit další jádra (řetězová reakce). Část neutronů se pohltí bez štěpení nebo se dostane ven z jaderného materiálu, proto je potřeba mít k uskutečnění reakce alespoň kritické množství radioaktivní látky ( ve tvaru koule 44,5 kg). tvoří jen asi 0,7 % přírodního uranu.
Jaderný reaktor
Řízená jaderná reakce probíhá v jaderném reaktoru. Neutrony vzniklé štěpením se zpomalují v látce zvané moderátor (voda, těžká voda, grafit). Jako palivo slouží nejčastěji obohacený uran. Jaderná energie se uvolňuje většinou ve formě kinetické energie částic, která se při srážkách mění na vnitřní energii látky.
Reaktor se musí chladit (voda, těžká voda, oxid uhličitý). Chladivo (občas slouží zároveň jako moderátor) obíhá v primárním okruhu, ve výměníku odevzdává teplo sekundárnímu okruhu, ve kterém je voda, ta se mění na páru a pohání parní turbíny (tato pára již není radioaktivní).
K řízení výkonu reaktoru slouží regulační a havarijní tyče zhotovené z materiálů, které silně pohlcují neutrony (ocel). Tyto tyče se podle potřeby zasouvají do aktivní zóny reaktoru a ovlivňují střední počet účinných neutronů k (multiplikační faktor).
Pro k>1 reakce lavinovitě narůstá (explozivní průběh), pro k<1 se reakce zpomaluje až se zastaví a pro k=1 je reakce stacionární (vhodné pro reaktor).
Radionuklidy
Uměle vznikají v reaktorech nebo ostřelováním částicemi z urychlovačů. Radionuklid se svými chemickými vlastnostmi neliší od svého stabilního izotopu.
Využití v defektoskopii (vady materiálů), lékařství (diagnóza, terapie – ničení zhoubných buněk), určování stáří archeologických nálezů (za života stálá koncentrace , po smrti se rozkládá), ovlivnění vlastností látek (klíčení brambor).
Účinky na člověka – vytvářejí dědičné změny, nádory, způsobují nemoci z ozáření. Dávka záření (gray).
Urychlovače částic
Ke zkoumání částic je třeba použít rychle letící částice.
Lineární urychlovače: jsou tvořeny dlouhou vakuovou trubicí (až 3 km), ve které je řada válcových elektrod. Ve štěrbinách mezi elektrodami jsou částice urychlovány vysokofrekvenčním elektrickým polem.